المنزل ، التصميم ، التجديد ، الديكور. الفناء والحديقة. بأيديكم

تضيء الشمس الأرض. يضيء حتى عندما لا نراه خلف الغيوم. أكثر يوم غائم لا يزال هو اليوم. وفقط عندما تختفي الشمس من وراء الأفق ، يأتي الليل ، والظلام. صفحة الويب هذه

الشمس تدفئ أرضنا بأشعةها. حتى من خلال السحب يتغلغل دفئها. وفي أكثر الأيام غائمًا يكون الجو أكثر دفئًا من الليل. عندما تختفي الشمس تحت الأفق ، يبدأ الهواء في الانتعاش ، وبحلول نهاية الليل عادة ما يبرد كثيرًا. هذا يعني أن الضوء والحرارة يعتمدان على الشمس بالنسبة لنا. لكن لماذا لا تدفأ الشمس دائمًا بنفس الطريقة؟ نعلم جميعًا: في الصباح يسخن بشكل ضعيف ، في فترة ما بعد الظهر ، يخبز بقوة ، وفي المساء يسخن أقل مرة أخرى. يمكن ملاحظة الشيء نفسه في أوقات مختلفة من السنة. في الشتاء ، تعطي أشعة الشمس القليل من الدفء ، حتى في أكثر الأيام صفاءً. في الربيع يبدأون في الاحماء أكثر ، وفي الصيف يخبزون حتى يحاول الناس الاختباء في الظل.

ربما تكون الشمس أقرب إلى الأرض أثناء النهار ، فلماذا ترتفع درجة حرارتها أكثر؟ ربما في الصيف يقترب منا وينحسر في الشتاء؟ لا لا يمكن أن يكون. بعد كل شيء ، تندفع الأرض حول الشمس على نفس المسافة تقريبًا منها.

من كل هذا يمكننا أن نستنتج: أن أشعة الشمس تكون أكثر دفئًا عندما تسقط عموديًا (بزاوية قائمة) ؛ تسخن بدرجة أقل إذا سقطت بشكل غير مباشر (بزاوية حادة). إنها تعطي حرارة أقل فقط عندما تنزلق على سطح الأرض. يحدث ذلك في الصباح والمساء عند الشمس تقف منخفضة فوق الأفق.

يعمل كل من الحمل الحراري والتوصيل الحراري من خلال جزيئات المادة. لا تحتوي المساحات الشاسعة من الفضاء التي تفصل بين الأرض والشمس على جزيئات تقريبًا ، ومع ذلك يعلم الجميع أن الشمس تزداد احترارًا. يسمى هذا النقل للحرارة بالإشعاع.
بفضل الإشعاع ، يمكن الشعور بحرارة النار حتى عندما تكون بعيدًا جدًا عنها. ولكن يتم تبريده على الفور إذا قام شخص ما بإغلاق اللهب عنا. أي أن الهواء كان ولا يزال بارداً ، والحرارة تأتي من النار مباشرة.
يُعتقد أن الحرارة في مثل هذه الحالات تنتقل باستخدام موجات حرارية خاصة تنبعث من مصدر إشعاع ، مثل الشمس أو النار.
جميع الأجسام التي تكون درجة حرارتها فوق الصفر المطلق لديها إشعاع. يتم التقاط هذه الموجات بشكل جيد من قبل الأجسام المظلمة. يمكننا رؤية جزء فقط من هذه الموجات ، فقط تلك التي تصدر أجسامًا شديدة الحرارة ، على سبيل المثال الشمس ، دوامة المصباح الكهربائي ، الجمر.

يمكن أن تعكس الأسطح المختلفة هذه الموجات أو تمتصها. إذا امتص الجسم موجات الحرارة ، فإنه يسخن بنفس الطريقة التي ترتفع فيها درجة حرارة الجاكيت الأسود في يوم مشمس. إذا كنت ترتدي حلة فضية في نفس اليوم ، فستكون أبرد فيها ، لأن السطح الفضي يعكس العديد من موجات الحرارة. تعكس جميع الأجسام موجات الحرارة وتمتصها.
ليست كل المواد شفافة لموجات الحرارة. فالماء ، على سبيل المثال ، لا ينقل الإشعاع الحراري ، لكنه ينقل الضوء جيدًا ، ومحلول اليود يفعل العكس. في الدفيئة ، تعمل النظارات كمصائد حرارية ، تسمح بدخول ضوء الشمس ، ولكن لا تترك الحرارة في الشارع.
تعتمد كمية الحرارة التي نتلقاها من خلال الإشعاع على المسافة. تتلقى الأرض حرارة شمسية أكثر بكثير من ، على سبيل المثال ، كوكب بلوتو ، أبعد كوكب في النظام الشمسي. حتى المريخ ، الكوكب التالي من الشمس بعد الأرض ، يتلقى حرارة أقل بمرتين من الأرض.

كثير من الناس مخطئون بشأن ما يحدث في الفضاء. في الإنصاف ، كان عدد قليل جدًا منا في الفضاء (بعبارة ملطفة) ، وقد تطور الفضاء بالنسبة للكثيرين منا مع تسعة كواكب في النظام الشمسي وشعر ساندرا بولوك ("الجاذبية") ، والذي لا يرفرف في انعدام الجاذبية. هناك سؤال واحد على الأقل حول الفضاء سيجيب عليه أي شخص بشكل غير صحيح. دعونا نحلل عشر خرافات شائعة عن الفضاء.

ربما تبدو واحدة من أقدم الأساطير وأكثرها انتشارًا عن الفضاء كما يلي: في الفضاء الخالي من الهواء ، سينفجر أي شخص بدون بدلة فضاء خاصة. المنطق هو أنه نظرًا لعدم وجود ضغط هناك ، فسوف ننتفخ وننفجر مثل البالون الذي يتم نفخه كثيرًا. قد تتفاجأ عندما تعلم أن البشر أكثر قدرة على التحمل من البالونات. نحن لا ننفجر عند إعطاء حقنة لنا ، ولا ننفجر في الفضاء - أجسامنا قاسية جدًا على الفراغ. دعونا نتضخم قليلاً ، إنها حقيقة. لكن عظامنا وجلدنا وأعضائنا الأخرى تتمتع بالمرونة الكافية للبقاء على قيد الحياة ما لم يقوم شخص ما بتمزيقها. في الواقع ، عانى بعض الأشخاص بالفعل من ظروف ضغط منخفض للغاية أثناء العمل في مهمات فضائية. في عام 1966 ، قام رجل باختبار بدلة فضاء وفجأة رفع الضغط إلى 36500 متر. أغمي عليه لكنه لم ينفجر. حتى نجا وتعافى تمامًا.

الناس يتجمدون

كثيرا ما يتم استغلال هذا المفهوم الخاطئ. كم منكم لم ير شخصًا ما وجد نفسه في سفينة فضاء بدون بدلة؟ يتجمد بسرعة ، وإذا لم يتم إرجاعه مرة أخرى ، فإنه يتحول إلى جليد ويطفو بعيدًا. في الواقع ، يحدث العكس. لن تتجمد إذا دخلت الفضاء ؛ على العكس من ذلك ، سوف ترتفع درجة حرارتك. سوف يسخن الماء فوق مصدر الحرارة ثم يرتفع ويبرد ومرة ​​أخرى. لكن في الفضاء لا يوجد شيء يمكن أن يقبل حرارة الماء ، مما يعني أن التبريد إلى درجة التجمد أمر مستحيل. سيعمل جسمك عن طريق إنتاج الحرارة. صحيح ، في الوقت الذي تصبح فيه حارًا بشكل لا يطاق ، ستكون ميتًا بالفعل.

الدم يغلي

هذه الأسطورة لا علاقة لها بحقيقة أن جسدك سوف يسخن إذا وجدت نفسك في مساحة خالية من الهواء. بدلاً من ذلك ، يرتبط ارتباطًا مباشرًا بحقيقة أن أي سائل له علاقة مباشرة بضغط البيئة. كلما زاد الضغط زادت نقطة الغليان والعكس صحيح. لأنه يسهل على السوائل التحول إلى غاز. يمكن للأشخاص ذوي المنطق أن يخمنوا أنه في الفضاء ، حيث لا يوجد ضغط على الإطلاق ، سيغلي السائل والدم يصبح سائلاً أيضًا. يعمل خط أرمسترونج حيث يكون الضغط الجوي منخفضًا جدًا بحيث يغلي السائل في درجة حرارة الغرفة. المشكلة هي أنه إذا كان السائل يغلي في الفضاء ، فلن يفعل الدم. السوائل الأخرى ، مثل اللعاب ، سوف تغلي في فمك. الرجل الذي تم فك ضغطه على ارتفاع 36500 متر قال إن اللعاب "غلي" لسانه. سيكون الغلي مثل التجفيف بالمجفف. ومع ذلك ، فإن الدم ، على عكس اللعاب ، موجود في نظام مغلق ، وستبقي عروقك سائلة تحت الضغط. حتى لو كنت في فراغ كامل ، فإن حقيقة أن الدم محاصر في النظام يعني أنه لن يتحول إلى غاز ويهرب.

الشمس هي المكان الذي يبدأ فيه استكشاف الفضاء. هذه كرة كبيرة من النار تدور حولها جميع الكواكب ، وهي بعيدة بما فيه الكفاية ، لكنها تدفئنا ولا تحرقنا. بالنظر إلى أننا لا نستطيع أن نعيش بدون ضوء الشمس والحرارة ، يمكن أن نعتبر مفاجأة أن هناك فكرة خاطئة كبيرة عن الشمس: أنها تحترق. إذا سبق لك أن أحرقت نفسك باللهب ، فتهانينا ، لديك نيران أكثر مما يمكن أن تمنحك إياه الشمس. في الواقع ، الشمس عبارة عن كرة كبيرة من الغاز تنبعث منها طاقة الضوء والحرارة أثناء الاندماج النووي ، عندما تشكل ذرتان من الهيدروجين ذرة هيليوم. تعطي الشمس ضوءًا ودفئًا ، لكنها لا تعطي نارًا عادية على الإطلاق. إنه مجرد ضوء كبير ودافئ.

الثقوب السوداء هي أقماع

هناك مفهوم خاطئ شائع آخر يمكن أن يُعزى إلى تصوير الثقوب السوداء في الأفلام والرسوم المتحركة. إنهم ، بالطبع ، "غير مرئيين" في جوهرهم ، لكن بالنسبة للجمهور مثلك ومثلي ، يتم تصويرهم على أنهم دوامات شريرة من القدر. تم تصويرها على أنها قمع ثنائية الأبعاد مع منفذ على جانب واحد فقط. في الواقع ، الثقب الأسود هو كرة. ليس له جانب واحد يمتصك ، بل يبدو مثل كوكب بجاذبية عملاقة. إذا اقتربت منه من أي جانب ، فسيتم ابتلاعك.

العودة إلى الغلاف الجوي

لقد رأينا جميعًا كيف تعود المركبات الفضائية إلى الغلاف الجوي للأرض (ما يسمى بإعادة الدخول). هذا اختبار جاد للسفينة ؛ كقاعدة عامة ، سطحه ساخن جدًا. يعتقد الكثير منا أن هذا بسبب الاحتكاك بين السفينة والجو ، وهذا التفسير منطقي: كأن السفينة كانت محاطة بشيء ، وفجأة تبدأ في الاحتكاك بالجو بسرعة هائلة. بالطبع ، كل شيء سوف يسخن. حسنًا ، الحقيقة هي أنه يتم إزالة أقل من نسبة مئوية من الحرارة للاحتكاك أثناء إعادة الدخول. السبب الرئيسي للتسخين هو الضغط أو الانكماش. عندما تندفع السفينة إلى الأرض ، يمر الهواء من خلال العقود ويحيط بالسفينة. وهذا ما يسمى صدمة القوس. الهواء الذي يضرب رأس السفينة يدفعها. تتسبب سرعة ما يحدث في تسخين الهواء مع عدم وجود وقت لتخفيف الضغط أو التبريد. على الرغم من أن الدرع الحراري يمتص بعض الحرارة ، إلا أن الهواء المحيط بالجهاز هو الذي يخلق الصور الجميلة للعودة إلى الغلاف الجوي.

ذيول المذنب

تخيل مذنبًا لثانية. على الأرجح ، سوف تتخيل قطعة من الجليد تندفع عبر الفضاء وذيل من الضوء أو النار خلفها. قد يفاجئك أن اتجاه ذيل المذنب لا علاقة له بالاتجاه الذي يتحرك فيه المذنب. النقطة المهمة هي أن ذيل المذنب ليس نتيجة احتكاك أو تدمير الجسم. تعمل الرياح الشمسية على تسخين المذنب وتذيب الجليد ، لذلك تطير جزيئات الجليد والرمل في الاتجاه المعاكس للرياح. لذلك ، لن يتبعه ذيل المذنب بالضرورة كقطار ، ولكن سيتم توجيهه دائمًا بعيدًا عن الشمس.

بعد خفض رتبة بلوتو في الخدمة ، أصبح عطارد أصغر كوكب. إنه أيضًا الكوكب الأقرب إلى الشمس ، لذلك سيكون من الطبيعي افتراض أن هذا هو الكوكب الأكثر سخونة في نظامنا. باختصار ، عطارد هو كوكب بارد للغاية. أولاً ، في أعلى نقطة في عطارد ، تكون درجة الحرارة 427 درجة مئوية. حتى لو استمرت درجة الحرارة هذه في جميع أنحاء الكوكب ، فسيظل عطارد أبرد من كوكب الزهرة (460 درجة). يكمن السبب في ارتفاع حرارة كوكب الزهرة ، الذي يبعد عن الشمس بحوالي 50 مليون كيلومتر عن عطارد ، في الغلاف الجوي لثاني أكسيد الكربون. لا يمكن لعطارد التباهي بأي شيء.

سبب آخر يتعلق بمدارها ودورانها. يُحدث عطارد ثورة كاملة حول الشمس في 88 يومًا من أيام الأرض ، وثورة كاملة حول محوره - في 58 يومًا من أيام الأرض. تدوم الليل على الكوكب 58 يومًا ، مما يتيح وقتًا كافيًا لتنخفض درجات الحرارة إلى -173 درجة مئوية.

المجسات

يعلم الجميع أن روفر كيوريوسيتي تشارك حاليًا في أعمال بحثية مهمة على المريخ. لكن الناس نسوا الكثير من المجسات الأخرى التي أرسلناها على مر السنين. هبطت المركبة "أوبورشونيتي" على سطح المريخ في عام 2003 بهدف القيام بمهمة مدتها 90 يومًا. بعد 10 سنوات ، لا يزال يعمل. يعتقد الكثير من الناس أننا لم نرسل مسبارًا إلى كواكب أخرى غير المريخ. نعم ، لقد أرسلنا العديد من الأقمار الصناعية إلى المدار ، لكن وضعنا شيئًا ما على كوكب آخر؟ بين عامي 1970 و 1984 ، نجح الاتحاد السوفيتي في هبوط ثمانية مجسات على سطح كوكب الزهرة. صحيح ، لقد احترقوا جميعًا بفضل الغلاف الجوي غير الودود للكوكب. عاشت أكثر مركبات الزهرة مرونةً لمدة ساعتين تقريبًا ، وهي فترة أطول بكثير مما كان متوقعًا.

إذا ذهبنا قليلاً إلى الفضاء ، فسنصل إلى كوكب المشتري. بالنسبة للمركبات الجوالة ، يعد كوكب المشتري هدفًا أكثر صعوبة من المريخ أو الزهرة ، حيث يتكون بالكامل تقريبًا من الغاز ولا يمكن قيادته. لكن هذا لم يمنع العلماء وأرسلوا مسبارًا هناك. في عام 1989 ، شرعت المركبة الفضائية جاليليو في دراسة كوكب المشتري وأقماره ، وهو ما فعلته على مدار الـ 14 عامًا التالية. كما أسقط مسبارًا على كوكب المشتري ، الذي أرسل معلومات حول تكوين الكوكب. على الرغم من وجود سفينة أخرى في طريقها إلى كوكب المشتري ، إلا أن المعلومات الأولى لا تقدر بثمن ، حيث كان مسبار جاليليو في ذلك الوقت هو المسبار الوحيد الذي غرق في الغلاف الجوي لكوكب المشتري.

انعدام الوزن

تبدو هذه الأسطورة واضحة لدرجة أن الكثير من الناس لا يريدون إقناع أنفسهم بأي شكل من الأشكال. الأقمار الصناعية والمركبات الفضائية ورواد الفضاء وغيرهم لا يعانون من انعدام الوزن. انعدام الوزن الحقيقي ، أو الجاذبية الصغرى ، غير موجود ولم يختبره أحد من قبل. أعجب معظم الناس: كيف يطفو رواد الفضاء والسفن ، لأنهم بعيدون عن الأرض ولا يختبرون جاذبيتها. في الواقع ، الجاذبية هي التي تسمح لهم بالطفو. أثناء التحليق بالقرب من الأرض أو أي جرم سماوي آخر ذي جاذبية كبيرة ، يسقط الجسم. ولكن بما أن الأرض تتحرك باستمرار ، فإن هذه الأجسام لا تصطدم بها.

تحاول جاذبية الأرض جر السفينة إلى سطحها ، لكن الحركة تستمر ، لذلك يستمر الجسم في السقوط. هذا السقوط الأبدي هو الذي يؤدي إلى وهم انعدام الوزن. كما يسقط رواد الفضاء داخل السفينة ، لكن يبدو أنهم عائمون. يمكن تجربة نفس الحالة في سقوط المصعد أو الطائرة. ويمكنك تجربة سقوط طائرة بحرية على ارتفاع 9000 متر.

الشمس هي المصدر الرئيسي للحياة على كوكب الأرض. إنه أقرب نجم إلينا. يقع البعض الآخر بعيدًا جدًا بحيث لا يصلنا ضوءها إلا بعد ملايين السنين الضوئية. وإذا توقفت الشمس عن إشعاع طاقتها ، فستهلك بالتأكيد كل أشكال الحياة على الكوكب.

بالتأكيد سأل كل واحد منا السؤال مرة واحدة على الأقل: "ولماذا ، في الواقع ، في الصيف من ضوء الشمس نتشمس ، وفي الشتاء نفس الضوء لا يستطيع حتى إذابة الجليد قليلاً؟" لذلك دعونا نفهم ذلك.

كيف تعمل الشمس

دراسة الشمس ليست سهلة. من المستحيل إرسال آلات طيران إليه ، لأنها ستحترق ببساطة. لكن العلم الحديث لديه طرق أخرى كثيرة لدراسة شيء بعيد ، ولكن في نفس الوقت يشع طاقة هائلة. المسافة إلى الشمس من الأرض 150 مليون كيلومتر. هذه المسافة هي التي تسمح للحياة على كوكبنا بالعيش بشكل مريح.

يصل قطر نواة الشمس إلى 175 ألف كيلومتر. تبلغ درجة الحرارة داخل النجم 14 مليون درجة كلفن ، وأسبابها تفاعلات نووية حرارية. يمكننا القول أن هذا نوع من الأفران النووية. تتولد كل الحرارة في قلب النجم ، والتي تمر بعد ذلك عبر عدة قذائف:

• الطبقة الضوئية هي الطبقة الأولى فوق اللب ، لكن طاقة الطبقات العميقة لا تصل إلى هنا ؛
• الشويكات هي قذفات منتظمة من الطبقة التالية من الشمس ؛
• التاج هو الغلاف الخارجي للنجم.

مثير للاهتمام: تتشكل البروزات في التاج. هذه القشرة هي التي تسبب الرياح الشمسية ، التي تنتشر إلى أبعد أركان النظام الشمسي.

الضوء المرئي والطاقة الشمسية هي الأشعة تحت الحمراء والأشعة فوق البنفسجية ، وكذلك الموجات الكهرومغناطيسية والإشعاع والأشعة السينية.

الأهمية! تصل كل هذه الموجات إلى الأرض والكواكب الأخرى في النظام الشمسي وتؤثر عليها بطريقة معينة ، وخاصة تلك التي لها غلاف جوي.

تأثير الأشعة

تتأثر جميع الكائنات الحية بشكل أساسي بالأشعة فوق البنفسجية. من كثافتها طبقة الأوزون تحمي كوكبنا. يتجلى تأثير الأشعة فوق البنفسجية على الكائنات الحية فيما يلي:

• تساهم في عمليات التمثيل الغذائي في جسم الإنسان ؛
• بفضل هذا الإشعاع ، يتم إنتاج فيتامين (د) في الجسم ، وبدونه تصبح الحياة الطبيعية للإنسان مستحيلة ؛
• زيادة تدفق الدم
• يظهر تان.

للأشعة فوق البنفسجية تأثير إيجابي على الغلاف الجوي. إنهم يطهرونها ويجعلونها أكثر ملاءمة للحياة. الأشعة تحت الحمراء لها أيضًا تأثير حراري. بفضلهم ، سطح الأرض دافئ. ولكن على الرغم من أن هذه الأشعة تؤثر على الغلاف الجوي ، إلا أن هناك أوقاتًا يصبح فيها تأثيرها ضئيلًا.

في الشتاء ، تكون حرارة الشمس أقل

في فصل الشتاء ، لا تسخن الشمس بشدة ، ولكن يمكن تفسير هذه الظاهرة من وجهة نظر علمية. هناك انخفاض في إمداد الأرض بالحرارة الشمسية للأسباب التالية:

• تكون الشمس منخفضة جدًا فوق الأفق ، لذلك تمر الأشعة في مسار أطول عبر الغلاف الجوي ؛
• في الصباح والمساء ، للسبب نفسه ، ليس الجو حارًا جدًا ، ولكن في المساء يكون الجو باردًا ؛
• الرياح الباردة تقصر فترة الدفء التي يمكن أن تمنحها لنا الشمس ؛
• في الشتاء ، تكون الأيام أقصر والليالي أطول ، مما يعني أن الفترة التي يمكن أن تؤثر فيها الأشعة تحت الحمراء على الغلاف الجوي تقل بشكل كبير.

لا تقل أهمية عن حقيقة أن سطح الأرض مغطى بالثلج الأبيض في فصل الشتاء ، مما يعكس تمامًا أشعة الشمس ، وبالتالي تنخفض درجة الحرارة الإجمالية على السطح.

كما نرى ، على الرغم من أن الشمس تشرق في الشتاء ، فليس من الضروري توقع حروق الشمس منها.

تشع الشمس الطاقة في كل الاتجاهات. كمية هذه الطاقة كبيرة جدا. جزء منه يصل إلى الأرض.

على طريق الطاقة الشمسية إلى سطح الأرض هو الغلاف الجوي. تمتص بعض الطاقة ، وتنقل بعضها إلى سطح الأرض ، وتعكس بعضها مرة أخرى في الفضاء. يمتص الغلاف الجوي حوالي 17٪ من الطاقة ، ويعكس حوالي 31٪ ، ويمرر الـ 52٪ المتبقية إلى سطح الأرض.

يجب أن نفهم أنه عندما نقول "تمتصه وتعكسه" الغلاف الجوي ، فهذا لا يعني فقط أنه يفعل الهواء ، ولكن أيضًا السحب وجزيئات الغبار وأكثر من ذلك.

تمتص الطاقة الشمسية التي مرت عبر الغلاف الجوي للأرض ووصلت إلى سطحه بشكل أساسي بواسطة هذا السطح ذاته. إذا تم أخذ كل الطاقة التي تصل من الشمس إلى الأرض بنسبة 100٪ ، فإن السطح يمتص 48٪. تنعكس نسبة 4٪ المتبقية (52٪ التي تمر عبر الغلاف الجوي ناقص 48٪) من سطح الأرض.

عندما تمر أشعة الشمس ، لا يسخن الغلاف الجوي. لكن سطح الأرض الذي يصلون إليه يسخن. نتيجة لذلك ، يصبح السطح بالفعل مصدر حرارة للغلاف الجوي ، وبالتالي فإن درجة حرارة الطبقة السفلى من التروبوسفير أعلى من درجات الحرارة الأعلى. يمكن ملاحظة ذلك في الجبال ، عندما تنخفض درجة حرارة الهواء مع الارتفاع ، ويمكن أن يتساقط الثلج والجليد على قمم الجبال ، على الرغم من احتمال وجود درجات حرارة في الصيف عند القدم.