www.ASTROLAB.ru

ASTROLAB.ruСолнцеСолнечная энергия ( Часть 1 )
ГлоссарийФото космосаИнтернет магазинКосмос видео



Солнечная энергия ( Часть 1 )
Версия для печати

Благодаря сочетанию сверхвысоких давлений и температур в центральной области Солнца происходят ядерные реакции, при которых выделяется огромное количество энергии. Среднее количество вырабатываемой при ядерных реакциях энергии в расчете на грамм вещества в секунду составляет 1,92 эрга. Часть этой энергии идет на поддержание в центральной области сверхвысоких температур, необходимых для ядерных реакций, а остальная излучается Солнцем в межпланетное пространство. Мощность общего излучения Солнца 3,83•1026 Вт, из которых на Землю попадает около 2•1017 Вт, т. е. приблизительно одна двухмиллиардная часть. С 1 см2 поверхности Солнца в 1 сек. излучается энергии 6000 Вт, или 6•1010 эрг/см2 сек. Излучаемый Солнцем поток энергии уносит ежегодно 1,4•1013 т вещества. И хотя эта величина, по нашим понятиям, огромна, по сравнению с массой светила она ничтожна: потребуется невероятно огромное время, чтобы Солнце израсходовало на излучение энергии все свое вещество и, таким образом, перестало бы существовать. Но до такого состояния Солнце далеко - приблизительно 10 млрд. лет.

А. Б. Северный дает такое интересное сопоставление огромной мощности излучаемой Солнцем энергии с эффектом ее использования: "Ежесекундно теряемой Солнцем лучистой энергии достаточно, чтобы в течение часа растопить и довести до кипения 2,5 биллиона км3 льда, т. е. растопить слой льда вокруг Земли толщиной более 1000 км.

Исходящее из центральной области Солнца излучение, по мере движения к внешним сферам, перестраивается из коротковолнового в длинноволновое. Если в центре присутствуют обычные Х-лучи, гамма-излучение и рентгеновское, то в средних слоях солнечного шара преобладают ультрафиолетовые лучи, а в излучающей поверхности Солнца (в фотосфере) они оказываются трансформированными уже в волны светового диапазона излучения. В соответствии с диапазоном длин излучаемых поверхностью Солнца (фотосферой) электромагнитных волн ее температура принимается равной 5785 К или 5600 К.

Солнце генерирует и отпускает в космическое пространство два основных потока энергии - электромагнитное излучение, или солнечную радиацию, и корпускулярное излучение, или солнечный ветер. Энергетические потоки обладают высокой мощностью в пределах близко расположенных от светила космических тел. И, наоборот, до далеких от Солнца тел потоки энергии доходят сильно ослабленными, а потому их значение в энергетическом балансе планет становится меньшим. Тем не менее, тепловое поле поверхности всех планет Солнечной системы создается почти исключительно солнечной радиацией, так как приход эндогенной энергии планет к поверхности крайне незначителен и многими природоведами применительно к Земле игнорируется. Вот почему для планет внутренней группы - Меркурия, Венеры и Марса - значение солнечной энергии особенно велико. Для сравнения природных условий на этих планетах необходимо ознакомиться с мощностью потоков солнечной энергии и особенностью ее поглощения.

Солнечная радиация. Согласно современной квантовой теории, излучение электромагнитной энергии Солнца, в том числе и света, происходит не непрерывно, а порциями - квантами. Каждый квант несет определенную энергию. Она измеряется обычно электрон-вольтами (эВ). Электрон-вольт - это количество энергии, которое приобретает свободный электрон, ускоренный электрическим полем с разностью потенциалов в 1 вольт (В). Электрон-вольт равен 1, 6•10-12 эрг. Солнечные кванты могут иметь самую различную энергию - от миллионов электрон-вольт до миллионных долей электрон-вольта. Иначе говоря, кванты электромагнитного излучения могут различаться по энергии в миллиарды раз!

Электромагнитное излучение имеет волновой характер. Каждому кванту с определенной энергией свойственна волна излучения определенной длины. Электромагнитное излучение можно характеризовать не только в квантах разной мощности, но и в соответствующих им длинах волн. Они измеряются в разных единицах длины: короткие волны квантов большой энергии - ангстремами (А), что составляет 1/100 млн. часть сантиметра (10-8 см). Например, кванту с энергией в 1 эВ соответствует длина волны Х = 12400 А. Более длинные волны измеряются последовательно - миллиметрами, сантиметрами, дециметрами, метрами и километрами. Имеются и промежуточные единицы - микрометры (мкм) = 104 А.

Совокупность всех видов квантов, расположенных последовательно с возрастанием их энергии, называется спектром электромагнитного излучения Солнца. Соответственно спектр солнечной радиации можно выразить через волны различной длины. Непрерывный спектр электромагнитного излучения, как это показано в таблице , условно разделен по длине волн на диапазоны: гамма-излучение, рентгеновское, ультрафиолетовое; все это ультракоротковолновая радиация, характеризующаяся высокими значениями энергии и не восприятием ее человечек им глазом. Далее следует оптический, или световой, диапазон. За ним опять идут два невидимых диапазона электромагнитных волн - инфракрасный и радиоволны.






??????.???????