Излучение Солнца.

Автор: Administrator

26.11.2008 14:03

Особыми физическими приборами, называемыми актинометрами, можно измерить количество солнечной энергии, получаемой на земной поверхности на единицу площади в единицу времени. Прежде чем лучи Солнца достигнут поверхности Земли и попадут в актинометр, они должны пройти всю толщу нашей атмосферы, вследствие чего часть энергии будет поглощена атмосферой. Величина этого поглощения весьма колеблется в зависимости от состояния атмосферы, так что получаемое на земной поверхности количество солнечной энергии в разное время весьма различно.

Солнечной постоянной называется количество энергии, получаемое одним квадратным сантиметром площади, выставленной на границе земной атмосферы перпендикулярно к лучам Солнца, в одну минуту в малых калориях. Из большого ряда актинометрических наблюдений многих геофизических обсерваторий для солнечной постоянной было получено следующее значение:

А = 1,94 кал/см² • мин.

Зная количество энергии, получаемое 1 кв. см, легко рассчитать общее количество энергии, получаемое леей Землёй. Для этого, очевидно, мы должны помножить солнечную постоянную на площадь круга радиусом в 637 100 000 см. В результате вычислений получим:

Е_к = 1,94 πr²= 1,94 • 3,1415 • (6,371 • 10⁸)² = 2,473 • 10¹⁸ кал/мин,

где Е_к означает количество энергии, получаемое Землёй в калориях в одну минуту.

Переведём эту величину в мощность, выраженную в лошадиных силах. Для этого мы должны Ек выразить сначала в килограмм-калориях (т. е. разделить на 1000), затем в килограммометрах, т. е. помножить на 427 — механический эквивалент тепла, и затем в лошадиных силах в секунду, т. е. разделить на 75 и на 60.

Е_л.с. = (Е_к • 427) / (1000 • 75 • 60) = 2,35 • 10¹⁴ л.с.

Но, очевидно, Земля получает лишь ничтожную долю той энергии, которую излучает Солнце в мировое пространство. Солнце излучает в мировое пространство энергии во столько раз больше, во сколько раз поверхность шара радиусом R = 149 450 000 км больше площади круга радиусом г =6371 км, т. е.

в α = 4 • (R / r )² раз

Если вычислить это отношение, мы получим число 2 200 000 000. Следовательно, Земля получает только 1 / 2.2•10⁹ той энергии, которую излучает Солнце.

Для того чтобы получить всю энергию Е, излучаемую Солнцем в секунду, надо помножить Е_{л. с.} на 2,2 • 10⁹, и тогда получим:

Е = 5,17 • 10²³ л. с

Солнце излучает каждую секунду энергию, эквивалентную 517 000 триллионам лошадиных сил. Эту колоссальную энергию Солнце излучает в течение не менее трёх миллиардов лет (время существования Земли). Как ни велико это излучение Солнца, имеются звёзды, которые излучают ещё больше энергии. Звезда 8 Золотой Рыбы в южном полушарии (невидимая простым глазом) излучает энергии в миллион раз больше. Важнейшим и трудным вопросом является вопрос о том, каким образом могут пополняться эти расточительные траты энергии. Источником энергии не могут служить ни явления горения, ни энергия, получаемая от падения метеоритов, ни энергия, получаемая от сжатия звезд, ни радиоактивная энергия — все эти источники являются слишком ничтожными для пополнения этих расходов в течение долгого времени. Только энергия, выделяющаяся при образовании сложных элементов, так называемых ядерных реакциях внутри атома, может объяснить это излучение звёзд в течение многих миллиардов лет. В частности, энергия Солнца образуется вследствие реакции перехода водорода в гелий, это так называемый углеродный цикл, при котором углерод является катализатором. Приведенное выше излучение Солнца Е= 5,17 • 10²³ л. с. относится ко всей громадной поверхности Солнца.