Энергия Солнца

Материал этого параграфа написан при участии Э. В. Кононовича.

Солнце — центральное и самое массивное тело Солнечной системы. Его масса в 333 000 раз больше массы Земли и в 750 раз превышает массу всех других планет, вместе взятых. Солнце — мощный источник энергий, постбянно излучаемой им во всех участках спектра электромагнитных волн — от рентгеновских и ультрафиолетовых лучей до радиоволн. Это излучение оказывает сильное воздействие на все тела Солнечной системы: нагревает их, влияет на атмосферы планет, дает свет и тепло, необходимые для жизни на Земле.

Вместе с тем Солнце — ближайшая к нам звезда, у которой в отличие от всех других звезд мы можем наблюдать диск и при помощи телескопа изучать на нем мелкие детали, размером даже до нескольких сотен километров. Солнце — типичная звезда, а потому его изучение помогает понять природу звезд вообще. Видимый угловой диаметр Солнца незначительно меняется из-за эллиптичности орбиты Земли. В среднем он составляет около 32' или 1/107 радиана, т. е. диаметр Солнца равен 1/107 а. е., или приблизительно 1400 000 км, что в 109 раз превышает диаметр Земли.

На площадку в 1 м², поставленную перпендикулярно солнечным лучам за пределами земной атмосферы (например, на ИСЗ), приходится 1,36 кВт лучистой энергии Солнца. Умножив это число на площадь поверхности шара радиусом, равным расстоянию от Земли до Солнца, получим мощность полного излучения Солнца (его светимость), которая составляет около 4 • 10²³ кВт. Так излучает тело солнечных размеров, нагретое до температуры около 6000 К (эффективная температура Солнца). Поток энергии, получаемой Землей от Солнца, равен примерно 1/2 000 000 000 от его полной энергии.

Вопросы

1. Какая энергия поступает за 1 мин от Солнца в озеро площадью 1 км² в ясную погоду, если высота Солнца над горизонтом 30°, а атмосфера пропускает 80% излучения?

2. Какая мощность излучения в среднем приходится на 1 кг солнечного вещества?