Происхождение энергии Солнца. Спектральное распределение солнечной радиации

Солнце представляет собой космическое тело из раскаленного газообразного вещества, отстоящее от Земли на расстоянии ~1.5∙10⁸ км.

Солнечная радиация - это неисчерпаемый возобнов­ляемый источник экологически чистой энергии.

Мощность потока солнечного излучения составляет 4∙10²³ кВт. Химический состав Солнца: 81,76 % водорода, 18,14% гелия и 0.1% азота.

Внутри Солнца происходят термоядерные реакции превращения водорода в гелий и ежесекундно 4 млрд. кг материи преобразуется в энергию, излучаемую Солнцем в космическое пространство в виде электромагнитных волн различной длины.

Почти все атомы элементов находятся в ионизированном состоянии, вещество Солнца пребывает в состоянии плазмы.

Плазма- газ, не менее 10% атомов и молекул которого ионизированы. Следовательно, плазма является смесью ионов, электронов и нейтральных атомов или молекул. Такое состояние газа, т. е. плазменное состояние, возникает при температуре порядка десяти тысяч градусов Цельсия или выше.

Термоядерные реакции, так мы называем ядерные реакции, протекающие при большой температуре в недрах Солнца, происходят в среде водородно-гелиевой плазмы, удерживаемой гравитационными силами большой интенсивности.

В земных условиях с целью получения термоядерных реакций в плазме ученые стараются удерживать ее в небольшом объеме с помощью магнитного поля достаточно большей силы.

В условиях Солнца, где в центральной области плотность водорода 100 г/см³, а температура Т=13∙10⁶ К, энерговыделение за счет ядерного синтеза, конкретно за счет превращения четырех протонов Н в ядро гелия ⁴Не₂, два позитрона и два нейтрино.

Рисунок 2.2 Схематическое строение Солнца

Верхний слой конвективной зоны называется фотосферой.

Граница фотосферы четко определена, несмотря на низкую плотность (~10^-4 плотности воздуха на уровне моря). Она существенно непрозрачна, поскольку составляющие ее газы сильно ионизованы и способны по­глощать и испускать излучение в непрерывном спектре.

Фотосфера является источником большей части солнечного излучения. За пределами фотосферы атмосфера Солнца более или менее про­зрачна и ее можно наблюдать во время полного солнечного затмения или с помощью приспособлений, заслоняющих солнечный диск. Над фотосферой находится слой более холодных газов толщиной в несколько сот километров, называемый обращающим слоем. Выше расположен слой толщиной ~10000 км, называемый хромосферой. Это газообразный слой с температурой несколько более высокой, чем в фотосфере, и с более низкой плотностью. Еще дальше от центра на­ходится корона с очень низкой плотностью и очень высокой (10^б К) температурой.