Физика Главная страница Понедельник | 02.08.2021 | 12:39 | RSS 

Наука мира

образовательный портал по физике
Сайт по физике Наука мира
Связь
Кнопка сайта

Наука мира - сайт Тихомолова Евгения

посмотреть другие

Статистика



Онлайн всего: 2
Гостей: 2
Пользователей: 0

Главная » Статьи » Занимательное » Занимательные статьи

Как солнце светит
 

Почему существует так много шума об этом научном головоломки? Девятнадцатом веке астроном Джон Гершель описал красноречиво основополагающую роль солнечного света во всей человеческой жизни в 1833 трактат по астрономии:

Солнечные лучи являются основным источником почти каждого движения, которое происходит на поверхности земли. По его тепло производится всеми ветрами ... По своим живительным действием овощей разработаны из неорганической материи, и стать, в свою очередь, поддержку животных и человека, и источников этих больших месторождений динамической эффективности, которые заложены для использования человеком в нашем слоев угля.

солнечный свет
Саншайн делает возможной жизнь на Земле.

 

В этой статье мы рассмотрим с исторической точки зрения развития нашего понимания того, как солнце (ближайшая звезда) сияет, начиная в следующем разделе с девятнадцатого века, споры о возрасте Солнца. В последующих разделах мы увидим, как казалось бы, несвязанных открытия в фундаментальной физике привел к теории атомной энергии в звездах, которые решили спор о возрасте Солнца и объяснил происхождение солнечной радиации. В разделе как раз перед образом, мы должны обсудить, как эксперименты, которые были разработаны, чтобы проверить теорию атомной генерации энергии в звездах показал новый тайну, тайну отсутствующих нейтрино.

Возраст Солнца

Сколько лет солнце? Как солнце светит? Эти вопросы являются двумя сторонами одной медали, как мы увидим.

Скорость, с которой Солнце излучает энергию легко вычисляется с помощью измеряется скорость, с которой энергия достигает земной поверхности и расстояния между Землей и Солнцем. Общее количество энергии, что солнце излучается далеко за время своего существования составляет примерно произведение текущей скорости, с которой энергия излучаемого, которая называется солнечной светимости, раз возраст Солнца.

Чем старше Солнца, тем больше общее количество излучаемой солнечной энергии. Чем больше излучаемой энергии, или чем больше возраст Солнца, тем более трудно найти объяснение источника солнечной энергии.

Чтобы лучше понять, как трудно найти объяснение, давайте рассмотрим конкретную иллюстрацию огромные скорости, с которой Солнце излучает энергию. Предположим, мы поставим кубический сантиметр льда на улице в летний день таким образом, что все солнца поглощается льда. Даже на большом расстоянии между Землей и Солнцем, солнце будет таять льда в около 40 минут. Так как это будет происходить в любой точке пространства на расстоянии Земли от Солнца, огромная сферическая оболочка льда по центру Солнца и 300 млн. км (200 млн. км) в диаметре бы растаял в то же время. Или, сокращая таким же количеством льда до поверхности Солнца, мы можем подсчитать, что площадь в десять тысяч раз площадь поверхности Земли и около половины километра (0,3 мили) толщиной бы также быть расплавлен в 40 минут энергия выплескивается из солнца.

В этом разделе мы обсудим, как девятнадцатого века ученые пытались определить источник солнечной энергии, используя солнечные возраста, как ключ к разгадке.

Противоречивые оценки Солнечной возрасте

Источником энергии для солнечной радиации считалось девятнадцатого века физикам, чтобы быть гравитации. В влиятельных лекции в 1854 году, Герман фон Гельмгольц, немецкий профессор физиологии, который стал выдающимся исследователем и профессором физики, предположил, что происхождение огромной излучаемой энергии солнца является гравитационное сжатие большой массы. Несколько ранее, в 1840-х годах, JR Mayer (другой немецкий врач) и JJ Waterson также предположил, что происхождение солнечной радиации является преобразование гравитационной энергии в тепло. not1

Биологи и геологи считают воздействие солнечного излучения, а физики сосредоточены на происхождение излучаемой энергии. В 1859 году Чарльз Дарвин, в первом издании о происхождении видов путем естественного отбора , сделал грубый расчет возраст Земли, оценивая, сколько времени это займет эрозии, происходящих на текущий наблюдаемая скорость, чтобы смыть Weald , большой долине, которая простирается между Северной и Южной Downs через юге Англии. Он получил номер «оголение Weald" в диапазоне от 300 миллионов лет, видимо, достаточно долго для естественного отбора дали поразительный ряд видов, которые существуют на Земле.

Как Гершель подчеркнул, что солнечное тепло несет ответственность за жизнь и для большинства геологической эволюции на Земле. Таким образом, оценка Дарвина минимальный возраст для геологической активности на Земле подразумевает минимальную оценку для количества энергии, излучаемой солнце.

Решительно выступает против дарвиновского естественного отбора, Уильям Томпсон, впоследствии лорд Кельвин, был профессором в Университете Глазго и один из великих физиков девятнадцатого века. В дополнение к его большой вклад в прикладную науку и инженерное, Томпсон сформулировал второй закон термодинамики и установить абсолютную шкалу температуры, которая впоследствии была названа шкала Кельвина в его честь. Второй закон термодинамики гласит, что тепло естественно течет от горячего к холодному телу, а не наоборот. Поэтому Томпсон понял, что Солнце и Земля должна получить холоднее, если нет внешнего источника энергии, и что в конечном итоге Земля станет слишком холодно для поддержания жизни.

Кельвин, как Гельмгольц, был убежден, что светимость Солнца была произведена путем преобразования гравитационной энергии в тепло. В одном из ранних (1854) версию этой идеи, Кельвин предположил, что солнечное тепло может быть произведен постоянно под воздействием метеоритов, падающих на его поверхность. Кельвин был вынужден астрономические данные, чтобы изменить свою гипотезу, и он тогда утверждал, что основной источник энергии для Солнца была гравитационная энергия изначального метеоров, из которого она была сформирована.

Таким образом, с большой авторитет и красноречие лорд Кельвин заявил в 1862 году:

То, что некоторые формы метеорного теории, конечно, истинное и полное объяснение солнечного тепла Едва ли можно сомневаться, когда следующими причинами считаются: (1) Никакие другие естественного объяснения, кроме химического действия, может быть понята. (2) химической теории совершенно недостаточно, потому что самые энергичные действия химических веществ мы знаем, происходящие между веществами сумме масс всей солнца, только генерировать тепло около 3000 лет. (3) Существует никакой трудности для учета тепла 20000000 годы по метеорных теории.

Кельвин продолжил атаки оценку Дарвина непосредственно, прося риторический вопрос:

Что же тогда мы должны думать о таких геологических оценок, как 300000000 [Дарвин] лет за "оголение Weald"?

Считая Дарвин был не прав в своей оценке возраста Земли, Кельвин также считает, что Дарвин был неправ в отношении времени для естественного отбора, чтобы работать.

Лорд Кельвин оценил жизни солнца, и, как следствие земле, как следует. Он рассчитывается гравитационной энергии объекта с массой, равной массе Солнца и радиусом, равным радиусу Солнца и разделить результат на скорость, с которой Солнце излучает энергию. Этот расчет дала жизнь лишь 30 миллионов лет. Соответствующая оценка для жизни устойчивых к химической энергии было намного меньше, потому что химические процессы выпустить очень мало энергии.

Кто был прав?

Как мы только что видели, в девятнадцатом веке можно было получить очень разные оценки возраста Солнца, в зависимости от которых вы спросили. Видные теоретики утверждали, основываясь на источниках энергии, которые были известны в то время, что солнце было не более нескольких десятков миллионов лет. Многие геологи и биологи выводу, что солнце должно было светить по крайней мере несколько сотен миллионов лет для того, чтобы учитывать геологические изменения и эволюцию живых существ, каждый из которых в решающей степени зависеть от энергии от солнца. Таким образом, возраст Солнца и происхождение солнечной энергии, были важные вопросы не только для физики и астрономии, но и для геологии и биологии.

Дарвин был так потрясен силой анализа Кельвина и авторитет его теоретические знания, которые в последних изданиях о происхождении видов он устранил все упоминания о конкретных временных масштабах. Он писал в 1869 году Альфред Рассел Уоллес, codiscoverer естественного отбора, жалуясь лорд Кельвин:

Просмотров Томпсона на последних лет мир был на некоторое время один из моих болезненных неприятностей.

Сегодня мы знаем, что лорд Кельвин был неправ, и геологи и биологи-эволюционисты были правы. Радиоактивное датирование метеоритов показывает, что Солнце составляет 4,6 миллиарда лет.

Что не так с анализом Кельвина? Аналогия может помочь. Пусть друг наблюдал вы используете компьютер и попытался выяснить, как долго компьютер был работать.Правдоподобные оценки может быть не более чем на несколько часов, так как это максимальный период времени, в течение которого аккумулятор может поставлять необходимое количество энергии. Недостаток этого анализа является предположение о том, что компьютер обязательно на питание от батареи. Оценка за несколько часов может быть неправильным, если ваш компьютер был работать от электрической розетки в стене. Предположение о том, что батарея обеспечивает питание для вашего компьютера аналогичное предположение лорда Кельвина, что гравитационные силы энергии солнца.

С девятнадцатого века физики-теоретики не знают о возможности преобразования ядерной массы в энергию, они подсчитали, максимальный возраст для солнца, который был слишком коротким. Тем не менее, Кельвина и его коллеги сделали существенный вклад в науку астрономии, геологии, биологии, настаивая на том, что значимые выводы во всех областях научных исследований должны быть согласованы с основными законами физики.


Категория: Занимательные статьи | Добавил: Евгений (15.02.2013)
Просмотров: 4522 | Рейтинг: 0.0/0
Похожие материалы
К сожалению, похожего ничего не нашлось
Всего комментариев: 0
Добавлять комментарии могут только зарегистрированные пользователи.
[ Регистрация | Вход ]
Личный кабинет
Наука мира


Поиск
Ссылки