2-ma’ruza. Yer va quyosh. Quyosh nurlanishi manbalari va uning o‘ziga xosligi. Asosiy tushunchalar va kattaliklar

2-MA’RUZA. YER VA QUYOSH. QUYOSH NURLANISHI MANBALARI VA UNING O‘ZIGA XOSLIGI. ASOSIY TUSHUNCHALAR VA KATTALIKLAR.
Quyosh nurlanishining manbasi – Quyosh hisoblanib (1-rasm) massasi kg atrofida, radiusi 695300 km Quyoshning fotosferasida harorat atrofida, yadrosida esa 40 . Bir yil davomida Quyosh kosmik fazoga kaloriya energiyani nurlantiradi. Yer Quyosh atrofida elliptik orbita bo‘ylab harakatlanadi. Bunda uning aylanish tekisligiga yoki qiya holatda joylanadi. Yerdan Quyoshgacha bo‘lgan masofa 147 dan 152 mln.km (o‘rtacha – 149,6 mln.km) gacha o‘zgaradi. Bu masofa bir astronomik birlik (1 a.b.=1,496 10⁸ m, taqriban 150 mln.km) ham deb nomlanadi. Bunda qachon ellips sohasida quyoshga nisbatan yaqin joylashgan bo‘lsa, unda u juda tez (30,3 km/s atrofida), qarama-qarshi holatda sekinroq (29,3 km/s atrofida) tezlik bilan harakatlanadi. Shu tufayli xaqiqiy quyoshli sutkalarning davomiyligi Yerda doimo o‘zgarib turadi. Eng uzoq kun – 23 dekabr, qachonki 16 sentabrga qaraganda 51 sekundga ortiq, Quyoshning massasi Yer massasidan 333000 marta ortiq, hajmi esa marta katta.


1-rasm. Quyoshning umumiy ko‘rinishi

Quyoshda eng ko‘p tarqalgan elementlar vodorod va geliy hisoblanadi. Vodorod va geliyning ulushlari mos ravishda taxminan 92,1% va 7,8% ni tashkil etadi. shuningdek Quyosh tarkibida 0,1% atrofida boshqa elementlarning mikroskopik konsentratsiyasi mavjud bo‘lib ular temir, nikel, kislorod, azot, kremniy, oltinguomgurt, magniy, uglerod, neon, kalsiy va xromdan iborat.

O‘rtacha quyosh nurlanishi 200-250 Vt/m² yoki 1752-2190 tushganda Yer sathining butun yuzasiga taxminan (0,85-1,2) kVt yoki (7,5-10) kVt soat/yil to‘g‘ri keladi.
Quyoshni ulkan termoyadro reaktoriga o‘xshatish mumkin. Uning ichki qismida har doim yadro sintezi reaksiyasi sodir bo‘lib turadi. Yadrodan chiqayotgan nurlanishning spektral zichligi bir tekis emasdir. Quyoshda har sekundda o‘rtacha materiya ajralib chiqib tasavvur qilib bo‘lmas energiyaga aylanadi va u elektromagnit to‘lqinlar ko‘rinishida kosmosda nurlanadi. Bu termoyadro reaksiyasida proton-proton (kichik haroratlarda) va uglerod-azot (ancha yuqori haroratlarda) sikllari sodir bo‘lib to‘rtta protondan geliy yadrosi hosil bo‘ladi.

(1)

bu yerda pozitron, elektron-neytronlar oqimi. Har sekundda (¹N) vodorod (⁴Ne) geliyga aylanadi. Massa defekti bo‘lib u materiya massasini ni tashkil etadi va Eynshteyn munosabatiga ko‘ra J energiya ajralib chiqishini ta’minlaydi.

(2)

bu yerda s-yorug‘lik tezligi.

Shunday qilib Yerda Quyosh nurlanishining fizik mohiyatini quyidagicha izohlash mumkin, ya’ni shaffof muhitda elektromagnit to‘lqin tarzida energiyaning ko‘chish jarayoni deb atash mumkin. Kvant nazariyasiga ko‘ra elektromagnit to‘lqinlar – bu fotonlar oqimi yoki vakuumda yorug‘lik tezligi bilan tarqaluvchi tinch nol massaga ega elementar zarralardir.
Kosmosda 1 m² yuzadan 1s davomida ta foton o‘tadi, uning energiyasi quyidagicha ifodalash mumkin:

Ye_f= h∙ν (3)
(4) (5)

bu yerda = 6,626176 s, – elektromagnit to‘lqinlar chastotasi, – to‘lqin uzunligi.

Quyosh nurlanish energiyasining 99% qismi 0,1 ÷ 3 mkm oralig‘idagi to‘lqin uzunligiga to‘g‘ri keladi. Quyosh spektri uchta sohadan tashkil topib ular ultrabinafsha (λ<0,38 mkm), spektrning ko‘rinadigan qismi (0,38 km<λ<0,78 mkm), infraqizil nurlanish (0,78 mkm<λ<3 mkm) hisoblanadi.


2-rasm. Kosmosda va Yer atmosferasida quyosh nurlanishi spektrining taqsimlanishi

1-jadvalda bu uchta spektrning to‘lqin uzunliklari sohasi, energiyasi qiymatlari va ulushlari foizlarda ko‘rsatilgan.

1-rasmda Quyosh nurlanishiga perpendikulyar bo‘lgan 1 m² qabul qilgich maydonchaga to‘g‘ri kelgan Yer atmosferasidan tashqarida (kosmosda) va Yer sharoitida Quyosh nurlanishi spektrining taqsimoti keltirilgan.
Yer yuzasida Quyosh nurlanishi spektri kosmosdagidan sezilarli ravishda farqlanadi va ta’sir ko‘rsatuvchi ko‘p sonli omillarga bog‘liq bo‘ladi.
1-jadval