Строение, излучения и эволюция Солнца и звезд.
методическая разработка по физике (9 класс)

Строение, излучения и эволюция Солнца и звезд.

Видео

https://www.youtube.com/watch?v=EL2-H-A8a0s&feature=emb_logo

https://resh.edu.ru/subject/lesson/5910/main/280705/

Перечень вопросов, рассматриваемых на уроке:

1) Основные физические характеристики Солнца;

2) Строение Солнца;

3) Источник энергии Солнца;

4) Спектральная классификация звёзд;

5) Эволюция звёзд.

Теоретический материал для самостоятельного изучения

Основное содержание урока

Звезда – массивный раскалённый газовый шар, состоящий, в основном из сильно ионизированного газа большой температуры, который излучает свет. Внутри шара происходят реакции термоядерного синтеза. Целостность шара сохраняется, благодаря силам собственной гравитации и внутреннему давлению.

Светимость звезды – энергия, которую излучает звезда за 1 секунду по всем направлениям.

Протозвезда – звезда на раннем этапе своей эволюции.

Нейтронная звезда – звезда сверхбольшой плотности порядка плотности атомного ядра.

Чёрная дыра – звезда с таким соотношением массы и радиуса, что ни одно тело из сферы действия его гравитации и даже свет не могут покинуть его.

Наше изучение звёзд начинается с изучения Солнца, ближайшей к Земле, звезды.

Основные характеристики Солнца.

Угол, под которым видно Солнце с Земли, равен 16 секундам.

Радиус Солнца равен 700000 км.

Масса Солнца равна 

Зная, что на 1 м2 за 1 с приходится 1370 Дж энергии, можно найти светимость Солнца:

Химический состав Солнца: примерно 70% водорода, 29 % гелия;

Температура на поверхности Солнца 6000 К.

Ядро Солнца – центральная часть шара, в которой протекают термоядерные реакции. В результате этой реакции атомы водорода превращаются в гелий. Каждую секунду Солнце теряет 4 миллиона тонн своей массы, которая высвобождается в виде энергии, ее перенос осуществляется за счет излучения.

Следующие три слоя относятся к солнечной атмосфере: это фотосфера, хромосфера и корона.

Нижний слой, называющийся фотосферой, имеет небольшую высоту. В структуре фотосферы выделяют гранулы, протуберанцы, темные пятна.

Средняя температура фотосферы около 5500 оС. Именно этот нижний слой атмосферы, видимый как желтовато-яркий диск, зрительно воспринимается нами как Солнце.

Вся фотосфера Солнца, при её близком рассмотрении, чем-то похожа на рисовые зёрна — это ячейки горячего газа, булькающего в фотосфере, подобно кипению воды в чайнике. Такое явление называется грануляцией. 

Протуберанец – выплёскивающаяся с поверхности Солнца в атмосферу струя.

Самые приметные объекты на Солнце — это тёмные (или солнечные) пятна, диаметр которых иногда достигает 200 000 километров. Это области холодного газа (он холоднее фотосферы примерно на 1500 оС), поэтому по контрасту с более горячей и яркой фотосферой они кажутся тёмными. Возникновение солнечных пятен связано с колебаниями магнитного поля Солнца. 

Внешняя часть, называющаяся короной, простирается на несколько радиусов Солнца.

С поверхности Солнца постоянно идёт поток заряженных частиц, называемый солнечным ветром. Временами на Солнце происходят вспышки, увеличивающий поток частик и всевозможные излучения Солнца.

Основные характеристики звёзд.

Изучение звёзд затруднено тем, что они находятся далеко и освещенность, которую они создают на Земле очень мало. Проблему наблюдения за звёздами решают при помощи больших телескопов

Измерения температур поверхности звёзд показывают, что есть прямая связь между температурой звезды и видом её спектра.

В результате все звёзды разнесены по звёздным классам: O, B, A, F, G, K,

Э.Герцшпрунг и Г.Рессел составили диаграмму зависимости светимости всех известных звёзд от их спектрального класса.

По этой диаграмме все звёзды расположились в четырёх группах.

Главная последовательность диаграммы дает расположение большинства звёзд. Солнце является звездой данной группы звёзд.

Плотности звёзд данной группы примерно равны плотности Солнца.

Вторая и третья группы звёзд данной диаграммы – гиганты и сверх - гиганты.

Группа звёзд гигантов – звёзды красного цвета со светимостью примерно в сто раз больше Солнца, а размеры в десятки раз больше.

Сверх – гиганты также звёзды со светимостью в сотни тысяч раз больше солнечной, а размерами в сотни раз больше. Плотность сверх – гиганта Бетельгейзе составляет одну миллионную долю плотности воздуха.

Белые карлики – это группа звёзд, которая располагается на диаграмме внизу слева. Светимость белых

карликов в сотни и тысячи раз меньше солнечной и по размерам сравнимы с планетами. Однако, плотность достигает огромных значений.

Источник энергии Солнца и звёзд.

Источником энергии Солнца и звёзд является ядерная энергия, которая выделяется при синтезе ядер гелия из ядер водорода.

Это - так называемая термоядерная реакция.

Доказательством верности наших представлений о строении Солнца является результаты поиска и регистрации нейтрино, которые сопровождают термоядерные реакции в недрах Солнца и легко проникают от места реакции до самой Земли.

Эволюция звёзд.

Рождение звезды происходит в процессе сжатия газопылевых облаков галактик. Сначала увеличивается плотность, растёт температура и начинается излучение в инфракрасном диапазоне. Облако на этом этапе называют протозвездой.

Любая звезда в своей жизни проходит определенные стадии своей эволюции: рождение, пребывание на главной последователь последовательности, расширение и превращение в гиганта или сверх - гиганта. В зависимости от массы звезды происходит дальнейшее преобразование - либо в белого карлика, либо в нейтронную звезду или черную дыру.

Закрепление материала

Утверждения:

1. Звезда имеет твердую поверхность. (-)
2. Источником энергии звезд являются термоядерные реакции. (+)
3. Температура на поверхности Солнца 6000 0 С. (-)
4. Солнечная атмосфера имеет однородное строение. (-)
5. Рождение звезды происходит в процессе сжатия газопылевых облаков галактик. (+)

Домашнее задание: § 66 стр. 287 прочитать, устно ответить на вопросы 1-6 стр. 290 . Написать краткий конспект по теме урока.