Эрдэмтэд Мөнгөн усны тойрог замд дүн шинжилгээ хийж, нарны массаа алдах хурдыг тогтоожээ. Энэ бол ийм төрлийн анхны ажиглалтын судалгаа юм. Өмнө нь нарны массын алдагдлын хэмжээг зөвхөн онолын хувьд тооцоолж байсан.

Манай төрөлх од орчлон ертөнцийн бусад оддын адил массаа байнга алдаж байна. Зээл: NASA/SDO.

Эрдэмтэд судалгаа хийхийн тулд Мөнгөн усны тойрог замыг сонгосон. Үүнийг Буд гаригийн тойрог зам ийм өөрчлөлтөд маш мэдрэмтгий байдагтай холбон тайлбарлаж байна. " Мөнгөн ус нь нарны массын алдагдлыг үнэлэхэд тохиромжтой объект юм, учир нь түүний тойрог зам нь манай одны таталцлын нөлөө, идэвхжилд маш мэдрэмтгий байдаг. — НАСА-гийн Годдард сансрын нислэгийн төвийн шинэ судалгааны удирдагч Антонио Женова энэ тухай мэдэгдэв.Түүгээр ч зогсохгүй Буд гаригийн тойрог замд удаан хугацаагаар байдаг НАСА гараг хоорондын автомат станц (AIS)« Messenger” нь наранд хамгийн ойр байгаа гаригийн талаарх шинжлэх ухааны үнэлж баршгүй мэдээллийг хүмүүст дамжуулсан юм. Энэхүү сансрын хөлгийн олж авсан Мөнгөн усны тойрог замын талаарх мэдээллийг судлаачид тооцоололдоо ашигласан.

Судалгааг сонирхолтой үзэгдэл дээр үндэслэсэн. Цаг хугацаа өнгөрөх тусам нарны аймгийн гаригуудын тойрог зам тэлж байгааг мэддэг. Энэ нь манай од аажмаар массаа алдаж, таталцлын нөлөөлөл нь суларч байгаатай холбоотой юм.Эрдэмтэд Мөнгөн усны хөдөлгөөнд дүн шинжилгээ хийж, нарны аймгийн объектуудын таталцлын нөлөөллийн энэхүү хөдөлгөөнд оруулсан хувь нэмэр болон түүнд нөлөөлж буй бусад хүчин зүйлсийг харгалзан үзэхэд нарны масс алдагдсанаас болж гаригийн тойрог зам тэлж байгааг тооцоолох боломжтой болсон. Эдгээр мэдээлэлд үндэслэн манай од ямар хурдтайгаар массаа алдаж байгаа нь тодорхой болсон.

Судалгааны үр дүн нь онолын тооцоонд маш ойрхон байгаа бөгөөд тэдгээрийг тодруулахад тусалсан. Шинэ өгөгдөл нь онолын тооцооноос арай бага боловч тодорхой бус байдал багатай байсан. Тиймээс нарны массын алдагдлын хэмжээ нь 10 тэрбум жилийн хугацаанд анхны массынхаа нэг хувьтай тэнцэж байна. Энэ нь манай одны таталцлын нөлөөг маш ихээр сулруулахад хангалттай бөгөөд Нарны аймгийн гаригуудын тойрог зам нь одон орны нэгжид жилд 1.5 сантиметр хурдтай тэлж эхэлдэг. Энэ нь нэлээд бага үнэ цэнэ бөгөөд ийм тэлэлт нь жишээлбэл, гаригуудын гадаргуу эсвэл агаар мандлын физик нөхцөлд бараг ямар ч нөлөө үзүүлэхгүй.

Гэхдээ нар хэрхэн массаа алддаг вэ? Энэ нь гол төлөв одны цөм дэх термоядролын урвал ба нарны салхины тусламжтайгаар тохиолддог. Одны цөмд гелийн атомыг протон ба электронуудаас нэгтгэх термоядролын урвал явагдах үед гели ба протоны массын зөрүү нь гелийн кинетик энерги болон электрон нейтриногийн энерги болж хувирдаг. Нарны салхи нь нарнаас 300-1200 км/с хурдтай ирж ​​буй бөөмс (голчлон ион) урсгал юм. Гэхдээ зөвхөн нар массаа алддаггүй, орчлон ертөнцийн бусад одод ч үүнийг хийдэг бөгөөд тэдгээрийн хамгийн том нь дэлхийн массаас олон мянган дахин их массаа алдаж болно.

Нар бол зоос” гэж харамч эр ярвайв.
Үгүй ээ, хайруулын таваг! гэж ховдог хүн уйлав.
"Үгүй ээ, энэ бол талх" гэж талхчин хэлэв.
Луужин гэж далайчин итгэлтэй хэлэв.
Нар бол од гэж одон орон судлаач мэдэгдэв.
Сайхан сэтгэл - зүүдлэгч шийдсэн.

Сэдэв: Эрчим хүчний эх үүсвэр ба дотоод бүтэц.

Зорилтот: Нарны энергийн эх үүсвэр, термоядролын урвал (протон-протоны мөчлөг) болон оддын дотоод бүтцийг авч үзье.

Даалгаврууд :
1. Боловсролын: Нарыг халуун плазмын бөмбөлөг, термоядролын урвал, массын согог, протон-протоны мөчлөг гэх мэт ойлголтуудыг танилцуулах. Нарны дотоод бүтцийн параметрүүдийг физик, математикийн энгийн ойлголтуудыг ашиглан тооцоолох боломжийг авч үзье. Гелисейсмологийн тухай ойлголт өгнө үү.
2. Сурган хүмүүжүүлэх: Байгаль дахь шалтгаан, үр дагаврын харилцааны талаархи санаа бодлыг бий болгоход дэмжлэг үзүүлэх (үдэгдэл үзэгдлийн гинжин хэлхээг авч үзэх жишээг ашиглан - нарны гүн дэх устөрөгчийн атомын цөмийг гелийн атомын цөм болгон хувиргахаас эхлээд Нарны гэрэл ба дулаанаар дэлхийг гэрэлтүүлэх, халаах). Нар хэдэн тэрбум жилийн турш одоогийнхтой адил гэрэлтэх болно гэдгийг онцлон тэмдэглэ. Нарны энергийн эх үүсвэрийн нууцыг тайлах жишээг ашиглан дэлхийн танин мэдэхүй, түүний хууль тогтоомжийг харуул. Нарнаас гелий, нарны энергийн термоядролын эх үүсвэрийг нээсэн нь шинжлэх ухаан, технологийн дэвшилд асар их практик ач холбогдолтой болохыг онцлон тэмдэглэв.
3. Хөгжлийн: Хичээлийн сэдвийн гол зүйлийг онцлон тэмдэглэе: гаригууд болон тэдгээрийн дагуулууд, астероидууд, сүүлт одуудаас ялгаатай нь нар нь гэрэл, дулаан ялгаруулдаг өөрөө гэрэлтдэг селестиел биет бөгөөд энэ нь оюутнуудыг холбогдох асуудлын нөхцөл байдалд сонирхох явдал юм. Нарны энергийн эх үүсвэрийн жишээг ашиглан бичил болон макро ертөнцийн үзэгдлүүдийн салшгүй холбоог харуул.

Мэдэх:
I түвшин(стандарт) - нарны шавхагдашгүй энергийн эх үүсвэр, дотоод бүтцийн талаархи ойлголттой байх.
II түвшин- Нарны шавхагдашгүй энергийн эх үүсвэр, дотоод бүтэц, энергийг гүнээс гадаргуу руу шилжүүлэх аргуудын талаар ойлголттой байх.
Боломжтой байх:
I түвшин(стандарт) - Эйнштейний томъёог ашиглан эрчим хүчний тооцоо хийх.
II түвшин- Эйнштейний томьёо ашиглан эрчим хүчний тооцоо, даралт, температурын ойролцоох параметрүүдийг гүнтэй хамт хийнэ.

Тоног төхөөрөмж: Хүснэгтүүд: Нар, нарны бүтэц. Термоядролын урвалын схем. CD - "Улаан шилжилт 5.1". PKZN. Нарны шавхагдашгүй энергийн эх үүсвэр, дотоод бүтцийн талаархи ойлголттой болохын тулд COR-ийн график (доор). Нарны шавхагдашгүй энергийн эх үүсвэр, дотоод бүтэц, энергийг дотоодоос гадаргуу руу шилжүүлэх аргуудын талаар ойлголттой болно.

Салбар хоорондын холбоо: физик (термоядролын урвал, элементийн тоосонцор, массын согог, атомын физикт гелийн гүйцэтгэх үүрэг, атомын иончлол гэх мэт), хими (Менделеевийн үелэх системийн элементүүд - устөрөгч ба гели, a.m.u.), математик (шийдэхэд шаардлагатай тооцоолол) даалгавар).

Хичээлийн явц:

I Оюутны санал асуулга.

II Шинэ материал

1. Нарны эрчим хүчний эх үүсвэр.
L ялгаруулдаг уу? =3.876 . 10 26 Ж/с - эрчим хүчний асар их алдагдал. Хадгаламжийн хууль →Энерги хаана нөхөгдөж, цацраг болж хувирдаг.
1931 онд Ханс Альбрехт Бетеоддын энергийн эх үүсвэр нь цөмийн нэгдэл гэдгийг харуулж байна. 1937 онд тэрээр термоядролын урвалыг нээсэн бөгөөд 1939 онд "Одод дахь энерги үүсэх" бүтээлдээ гелий нийлэгжилтэд хүргэдэг цөмийн урвалын гинжин хэлхээг (мөчлөг) олж, оддын доторх цөмийн үйл явцын тоон онолыг бүтээжээ. (Номын шагналт).
Нарны дотор (од) H нь ионжсон байдаг - өөрөөр хэлбэл. протоны цөм хэлбэрээр 1 1 N. Маш өндөр хурдтай (Т>10 сая К-д) хөдөлж, протонууд хоорондоо бага зэрэг ойртож, цахилгаан түлхэлтийн хүчийг даван туулж, цөмийн хүчнүүд орж, урвал (термоядролын) эхэлдэг. энерги ялгарахтай хамт. Наран дээр энэ төрлийн термоядролын хоёр бүлэг урвал явагдах боломжтой: протон-протон (устөрөгч) ба нүүрстөрөгчийн мөчлөг (Бетийн мөчлөг). Наранд протон-протоны мөчлөг давамгайлах магадлал өндөр байна. 1 Н+ 1 Н→ 2 D+е + +ν (позитрон + нейтрино + дейтерий +).
2 2.2 МэВ D+ 1 H> 3 He+γ (гамма квант+тритий+).
3 5.5 МэВ He+ 3 He→ 4 He+ 1 H+ 1 H
(гелий + протон + протон + 12.8 МэВ) ба дахин, өөрөөр хэлбэл. Нар (од) дотор устөрөгч шатаж, гелий болж хувирдаг (4 1 H цөмөөс 4 He цөм үүсдэг).

Энэ нь асар их энерги ялгаруулдаг. Жишээлбэл, 1 г устөрөгчийг "шатах" үед ялгарах энергийг тооцоолъё.

Учир нь М? =2. 10 30 кг, дараа нь H дахин 150 тэрбум жил шатах боловч төвд зөвхөн 0.1M шатах уу? Тиймээс нар 5-7 тэрбум жилийн турш шатах болно. Бүх төрлийн цацраг нь секунд тутамд ~ 4 сая тонныг гадагшлуулдаг. Гаргаж буй эрчим хүч нь дэлхийн долоо хоног тутмын цахилгааны үйлдвэрлэлээс давж, газар хөдлөлт, хар салхины эрчим хүчтэй дүйцэхүйц юм. - термоядролын урвалын үед гарч ирдэг энгийн бөөмс нь од, гаригуудаар чөлөөтэй нэвтэрдэг. Тэдгээрийг нейтрино дурангаар (газар гүн, усны дээгүүр) бүртгэснээр та нарны дотор талыг "харж" чадна. Нейтрино телескопууд нь Homestake уурхай (Өмнөд Дакота, АНУ), Японд (Камиокандэ систем), Байгаль нуур болон бусад газарт байдаг. 2001 онд Садбери Нейтрино ажиглалтын газар нарны гурван төрлийн нейтрино бүгдийг шууд илрүүлж, тэдгээрийн нийт урсгал нь нарны стандарт загвартай нийцэж байгааг харуулсан. Үүний зэрэгцээ Дэлхийд хүрч буй нейтриногийн гуравны нэг орчим нь л электрон болж хувирдаг. Энэ хэмжигдэхүүн нь вакуум (үнэндээ "нейтрино хэлбэлзэл") болон нарны материйн ("Михеев-Смирнов-Волфенштейн эффект") аль алинд нь электрон нейтрино өөр үеийн нейтрино руу шилжихийг урьдчилан таамагласан онолтой нийцдэг. Ийнхүү нарны нейтриногийн асуудал одоо шийдэгдсэн бололтой.

2. Нарны дотоод бүтэц.

Нэмж хэлэхэд:Хэрвээ нар бүхэлдээ устөрөгчөөс бүтэж, бүх устөрөгч нь гели болж хувирвал хичнээн их энерги ялгарах вэ? Нарны одоогийн гэрэлтэлтийг хадгалахад хангалттай устөрөгч хэдэн жил байх вэ? (Шийдэл. 1 кг устөрөгчийг “шатах” үед ойролцоогоор 6.3 10 14 Ж ялгардаг. Нарны масс нь 2 10 30 кг. Нар бүхэлдээ устөрөгчөөс бүрддэг гэж үзвэл энэ хэмжээний шаталт. устөрөгч 12.6 10 44 Ж ялгаруулна. Жил бүр нар ойролцоогоор 12.6 10 33 Дж ялгаруулдаг. Тиймээс нарны одоогийн гэрэлтүүлгийг хадгалахын тулд устөрөгч нь 10 11 жил хангалттай байх болно (Мэдээжийн хэрэг, одоогийн гэрэлтүүлгийг хадгалах бодит цаг хугацаа. Нарны хэмжээ нь олж авсан утгаас бага байх ёстой).

Өөрчлөгдсөн 10.01.2010 жил

Хичээл 3/20

дэлгэрэнгүй танилцуулга

Сэдэв:Нарны энергийн эх үүсвэр ба дотоод бүтэц.

Хичээлийн явц:

I Оюутны санал асуулга.

II Шинэ материал.

1. Нарны эрчим хүчний эх үүсвэр.

Lʘ=3.876 ялгаруулдаг . 1026 Ж/с бол асар их эрчим хүчний алдагдал юм. Хамгаалалтын хууль → Цацраг болж хувирах энерги хаанаас нөхөгддөг вэ?.

1931 онд Ханс Альбрехт Бетеоддын энергийн эх үүсвэр нь цөмийн нэгдэл гэдгийг харуулж байна. 1937 онд тэрээр термоядролын урвалыг нээсэн бөгөөд 1939 онд "Одод дахь энерги үүсэх" бүтээлдээ гелий нийлэгжилтэд хүргэдэг цөмийн урвалын гинжин хэлхээг (мөчлөг) олж, оддын доторх цөмийн үйл явцын тоон онолыг бүтээжээ.

Протон-протоны гинж (мөчлөг) (хэдийгээр бусад мөчлөгүүд байдаг):

1 Н+1Н→2D+е++ν 1 Н+ 1 Н→ 2 D+е + +ν (позитрон + нейтрино + дейтерий +).

2 D+1H>3He+γ D+ 1 H> 3 He+γ (гамма квант+тритий+).

3 He+3He→4He+1H+1H(гели+протон+протон+ 12.8 МэВ)

Энэ нь асар их энерги ялгаруулдаг. Устөрөгчийг "шатах" үед ялгарах энергийн хэмжээг томъёогоор тооцоолох боломжтой.

Mʘ = 2.1030 кг тул H дахин 150 тэрбум жил шатах боловч төв хэсэгт ердөө 0.1 Mʘ шатдаг тул Нар 5-7 тэрбум жил шатсан хэвээр байх болно. Бүх төрлийн цацраг нь секунд тутамд ойролцоогоор 4 сая тонныг гадагшлуулдаг.

Учир нь М? =2. 10 30 кг, дараа нь H дахин 150 тэрбум жил шатах боловч төвд зөвхөн 0.1M шатах уу? Тиймээс нар 5-7 тэрбум жилийн турш шатах болно. Бүх төрлийн цацраг нь секунд тутамд ~ 4 сая тонныг гадагшлуулдаг. Гаргаж буй эрчим хүч нь дэлхийн долоо хоног тутмын цахилгааны үйлдвэрлэлээс давж, газар хөдлөлт, хар салхины эрчим хүчтэй дүйцэхүйц юм. - термоядролын урвалын үед гарч ирдэг энгийн бөөмс нь од, гаригуудаар чөлөөтэй нэвтэрдэг. Тэдгээрийг нейтрино дурангаар (газар гүн, усны дээгүүр) бүртгэснээр та нарны дотор талыг "харж" чадна.

2. Нарны дотоод бүтэц.

3. Материалыг засах

1. Даалгавар:Нар 1 минутын дотор хичнээн жин хасдаг вэ?

2. Даалгавар:Нууранд ямар энерги ордог вэ? Элсэрхэг, 1.2 хавтгай дөрвөлжин метр талбайтай. км, цэлмэг цаг агаарт 1 минутын турш нарны тэнгэрийн хаяа дээрх өндөр нь 45o, нарны энергийн 80% нь агаар мандлаар дамждаг бол? Нар хэзээ ийм өндөрт байдаг вэ?

3. Даалгавар:Бамбарт ялгарах энергийн хэмжээг мегатонн бөмбөг дэлбэрэхэд ялгарах энергийн хэмжээтэй (410 Дж) харьцуул.

III. Доод шугам

1. Нар шавхагдашгүй эрчим хүчний эх үүсвэрээ хаанаас авдаг вэ?

2. Протон-протоны мөчлөг гэж юу вэ?

3. Нарнаас ялгарах энерги, массын согогийг хэрхэн тооцоолох вэ?

4.Нарны дотоод бүтэц ямар байдаг вэ?

5. Дотор хэсгээс гадарга руу энерги хэрхэн шилжих вэ?

6. Зэрэг.

Гэртээ: §20, асуултууд 122, PR No6

Нэмж хэлэхэд: Хэрвээ нар бүхэлдээ устөрөгчөөс бүтэж, бүх устөрөгч нь гели болж хувирвал хичнээн их энерги ялгарах вэ? Нарны одоогийн гэрэлтэлтийг хадгалахад хангалттай устөрөгч хэдэн жил байх вэ?