Жизн и солнце




Открытые Клейменовские чтения








Секция: астрономия и астрофизика

Тема исследовательской работы: «Солнце и жизнь на Земле»













Выполнила:
Шуваева Екатерина Алексеевна
МОУ Староюрьевская СОШ, 8класс
Научный руководитель:
Канина Лидия Николаевна
учитель физики









г.Тамбов
2010
1. Введение.
2. Основное часть.
2.1 Влияние Солнца на Землю. 3-5
2.2 Энергия Солнечного ветра. 5-7
2.3 Солнечный ветер и межпланетные магнитные поля. 7-8
2.4 Бомбардировка энергичными частицами. 8 -9
2.5 Активность Солнца и здоровье людей. 9- 11
3 Заключение. 11- 12
4. Список литературы. 13
5. Приложения.
№ 1 Земля и Солнце (фотомонтаж с сохранением соотношения
размеров) с.14
№ 2 Земля. Вид из космоса с.14
№ 3 Фотография Солнца цифровой [ Cкачайте файл, чтобы посмотреть ссылку ] с поверхности [ Cкачайте файл, чтобы посмотреть ссылку ] с.15
№ 4 Магнитные поля Солнца с. 15
№5 Солнечная вспышка с. 15







1. Введение.
Не зря в давние времена поклонялись солнцу, как богу. Благодаря Солнцу возможна жизнь на планете Земля, от солнца зависит наше настроение и самочувствие. В солнечный день хочется жить, даже когда на душе тоскливо, в пасмурный - и радости не в радость. Мы радуемся, когда видим, что день будет солнечным и огорчаемся, когда небо затянуто тучами. Согласно исследованиям, пасмурная погода в течение 3 дней снижает активность мозга, а в течении недели- общую активность нервной системы. Количество заболевших депрессией в пасмурную погоду увеличивается в 4 раза. Но с другой стороны, слушая каждый раз, прогноз погоды мы удивляемся предупреждениям со стороны метеослужбы, о возможном плохом самочувствии метеозависимых людей в период солнечной активности. Так кто же Солнце: друг или враг?
Поэтому целью моей работы является:
Доказать, что жизнь на Земле возможна только благодаря теплу, свету, даваемому ближайшей звездой – Солнцем, а так же выяснить влияние Солнца на живые организмы.
Задачи:
-изучить причины влияния Солнца на Землю;
- выяснить, почему солнечная активность напрямую связана со здоровьем людей;
- рассмотреть положительные и отрицательные стороны влияния Солнца на живые организмы;
- изучить литературу по выбранной теме.за.
2.1 Влияние Солнца на Землю (Приложение № 1).
Даже вид [ Cкачайте файл, чтобы посмотреть ссылку ] из [ Cкачайте файл, чтобы посмотреть ссылку ]  во всём косвенный результат воздействия на планету солнечного излучения (Приложение № 2).
Зелёный лист растения  источник жизни на Земле благодаря поступлению на Землю энергии Солнца. Всем известно, что и [ Cкачайте файл, чтобы посмотреть ссылку ], и [ Cкачайте файл, чтобы посмотреть ссылку ] очень важен свет Солнца (в частности, это касается и людей). Некоторые люди просыпаются и бодрствуют только тогда, когда светит Солнце (это касается и большинства [ Cкачайте файл, чтобы посмотреть ссылку ], [ Cкачайте файл, чтобы посмотреть ссылку ] и даже большинства [ Cкачайте файл, чтобы посмотреть ссылку ]). Продолжительность солнечного дня оказывает значительное влияние на жизнедеятельность организмов на Земле. И всё это благодаря одному-единственному Солнцу
Инфракрасные лучи Солнца (Приложение № 3) полезны для здоровья человека  они проникают глубоко под слой кожи человека и вызывают заметное тепловое действие, очень полезное при лечении многих видов заболеваний. Поэтому не зря многие животные, когда болеют, «греются на солнышке».
[ Cкачайте файл, чтобы посмотреть ссылку ] Солнца разрушает молекулу кислорода, которая распадается на два составляющих её атома (атомарный кислород), и возникшие таким путём свободные атомы кислорода соединяются с другими молекулами кислорода, которые ещё не успели разрушиться солнечным ультрафиолетовым излучением, и в результате получается его [ Cкачайте файл, чтобы посмотреть ссылку ] модификация, состоящая из трёх атомов кислорода  [ Cкачайте файл, чтобы посмотреть ссылку ]. Озон жизненно важен для существования жизни на Земле. Образуется он за счёт солнечного излучения, а также благодаря атмосферным электрическим разрядам  молниям. Благодаря озоновому слою до поверхности Земли доходит лишь малая часть жёсткого ультрафиолетового излучения. Ультрафиолетовые лучи опасны для человека и животных, и поэтому образование [ Cкачайте файл, чтобы посмотреть ссылку ] представляет серьёзную угрозу для человечества.
Однако в небольшом количестве ультрафиолет необходим человеку. Все знают, что под действием ультрафиолета образуется жизненно необходимый [ Cкачайте файл, чтобы посмотреть ссылку ]. При его недостатке возникает серьёзное заболевание  [ Cкачайте файл, чтобы посмотреть ссылку ], которое может возникнуть по оплошности родителей, которые прячут своих детей вдали от солнечного света. Недостаток витамина D опасен и для взрослых, при недостатке данного витамина наблюдается размягчение костей не только у детей, но и у взрослых (остеомаляция). Из-за недостатка поступления ультрафиолетовых лучей может нарушиться нормальное поступление кальция, вследствие чего усиливается хрупкость мелких кровеносных сосудов, увеличивается проницаемость тканей. Недостаточность солнечного света проявляется также в бессоннице, быстрой утомляемости и др. Поэтому человеку периодически необходимо бывать на солнце.
Ультрафиолетовые лучи также в небольшом количестве (в большом количестве они могут вызвать рак кожи) усиливают работу кровеносных органов: повышается количество белых и красных кровяных телец ([ Cкачайте файл, чтобы посмотреть ссылку ] и [ Cкачайте файл, чтобы посмотреть ссылку ]), [ Cкачайте файл, чтобы посмотреть ссылку ], увеличивается щелочной резерв организма и повышается свёртывание крови. При этом дыхание клеток усиливается, процессы обмена веществ идут активнее. Ультрафиолетовые лучи позитивно воздействуют на организм и посредством других природных факторов  они способствуют ускорению самоочищения [ Cкачайте файл, чтобы посмотреть ссылку ] от загрязнения, вызванного антропогенными факторами, способствуют устранению в атмосфере частичек пыли и дыма, устраняя смог.
2.2 Энергия Солнечного ветра.
Электромагнитное излучение подвергается строгому отбору в земной атмосфере. Она прозрачна только для видимого света и ближних ультрафиолетового и инфракрасного излучений, а также для радиоволн в сравнительно узком диапазоне (от сантиметровых до метровых). Все остальное излучение либо отражается, либо поглощается атмосферой, нагревая и ионизуя ее верхние слои.
Поглощение рентгеновских и жестких ультрафиолетовых лучей начинается на высотах 300 – 350 километров; на этих же высотах отражаются наиболее длинные радиоволны, приходящие из космоса. При сильных всплесках солнечного рентгеновского излучения от хромосферных вспышек  рентгеновские кванты проникают до высот 80 – 100 километров, ионизуют атмосферу и вызывают нарушение связи на коротких волнах.
Мягкое (длинноволновое) ультрафиолетовое излучение способно проникать еще глубже, оно поглощается на высоте 30 – 35 километров. Здесь ультрафиолетовые кванты разбиваются на атомы (диссоциируют) молекулы кислорода (О2) с последующим образование озона (03). Тем самым создается не прозрачный для ультрафиолета "озонный экран", предохраняющий жизнь на Земле для гибельных лучей. Не поглотившаяся часть наиболее длинноволнового ультрафиолетового излучения доходит до земной поверхности. Именно эти лучи и вызывают у людей загар, и даже ожоги кожи при длительном пребывании на солнце.
Излучение в видимом диапазоне поглощается слабо. Однако оно рассеивается атмосферой даже в отсутствие облаков, и часть его возвращается в межпланетное пространство. Облака, состоящие из капелек воды и твердых частиц, значительно усиливают отражение солнечного излучения. В результате до поверхности планеты доходит в среднем около половины падающего на границу земной атмосферы света.
Количество солнечной энергии, приходящейся на поверхность площадью 1 м2, развернутую перпендикулярно солнечным лучам на границе земной атмосферы, называется солнечной постоянной. Измерять ее с Земли очень трудно, и потому значения, найденные для начала космических исследований, были весьма приблизительными. Небольшие колебания (если они реально существовали) заведомо "тонули" в неточности измерений. Лишь выполнение специальной космической программы по определению солнечной постоянной позволило найти ее надежное значение. По последним данным, оно составляет 1370 Вт/м2 с точностью до 0,5%. Колебании, превышающих 0,2% за время измерений не выявлено.
На Земле излучение поглощается сушей и океаном. Нагретая Земля поверхность в свою очередь излучает в длинноволновой инфракрасной области. Для такого излучения азот и кислород атмосферы прозрачны. Зато оно жадно поглощается водяным паром и углекислым газом. Благодаря этим малым составляющим воздушная оболочка удерживает тепло. В этом и заключается парниковый эффект атмосферы. Между приходом солнечной энергии на Землю и ее потерями на планете в общем существует равновесие: сколько поступает, столько и расходуется. В противном случае температура земной поверхности вместе с атмосферой либо постоянно повышалась бы, либо падала. 
2.3 Солнечный ветер и межпланетные магнитные поля. 
В конце 50-х годов ХХ века американский астрофизик Юджин Паркер пришел к выводу, что, поскольку газ в солнечной короне имеет высокую температуру, которая сохраняется с удалением от Солнца, он должен непрерывно расширяться, заполняя Солнечную систему. Результаты, полученные с помощью советских и американских космических аппаратов подтвердили правильность теории Паркера.
В межпланетном пространстве действительно мчится направленный от Солнца поток вещества, получивший название солнечный ветер. Он представляет собой продолжение расширяющейся солнечной короны; составляет его в основном ядра атомов водорода (протоны) и гелия (альфа-частицы), а также электроны. Частицы солнечного ветра летят со скоростями, составляющие несколько сот километров в секунду, удаляясь от Солнца на многие десятки астрономических единиц – туда, где межпланетная среда Солнечной системы переходит в разреженный межзвездный газ. А вместе с ветром в межпланетное пространство переносятся и солнечные магнитные поля.
Общее магнитное поле Солнца по форме линий магнитной индукции немного напоминает земную. Но силовые линии земного поля близ экватора замкнуты и не пропускают направленные к Земле заряженные частицы. Силовые линии солнечного поля, напротив, в экваториальной области разомкнуты и вытягиваются в межпланетное пространство, искривляясь подобно спиралям. Объяснятся это тем, что силовые линии остаются связанными с Солнцем, которое вращается вокруг своей оси. Солнечный ветер вместе с "вмороженным" в него магнитным полем (Приложение № 4) формирует газовые хвосты комет, направляя их в стороны от Солнца. Встречая на своем пути Землю, солнечный ветер сильно деформирует ее магнитосферу, в результате чего наша планета обладает длинным магнитным "хвостом", также направленным от Солнца. Магнитное поле Земли чутко отзывается на обдувающие ее потоки солнечного вещества. 
2.4 Бомбардировка энергичными частицами. 
Помимо непрерывно "дующего" солнечного ветра ( Приложение № 5) наше светило служит источником энергических заряженных частиц (в основном протонов, ядер атомов гелия и электронов) с энергией 106 – 109 электронвольт (эВ). Их называют солнечными космическими лучами. Расстояние от Солнца до Земли – 150 миллионов километров – наиболее энергичные из этих частиц покрывают всего за 10 – 15 минут. Основным источником солнечных космических лучей являются хромосферные вспышки.
По современным представлениям вспышка – это внезапное выделение энергии, накопленной в магнитном поле активной зоны. На определенной высоте над поверхностью Солнца возникает область, где магнитное поле на небольшом протяжении резко меняется по величине и направлению. В какой-то момент силовые линии поля внезапно "пересоединяются", конфигурация его резко меняется, что сопровождается ускорением заряженных частиц до высокой энергии, нагревом вещества и появлением жесткого электромагнитного излучения. При этом происходит выброс частиц высокой энергии в межпланетное пространство и наблюдается мощное излучение в радиодиапазоне.
Хотя "принцип действия" вспышки ученые, по-видимому, поняли правильно, детальной теории вспышек пока нет.
Вспышки – самые мощные взрывоподобные процессы, наблюдаемые на Солнце, точнее в его хромосфере. Они могут продолжаться всего несколько минут, но за это время выделяется энергия, которая иногда достигает 1025 джоулей. Примерно такое же количество тепла проходит от Солнца на всю поверхность нашей планеты за целый год.
Потоки жесткого рентгеновского излучения и солнечных космических лучей, рождающиеся при вспышках, оказывают сильное влияние на физические процессы в верхней атмосфере Земли и околоземном пространстве. Если не принять специальных мер, могут выйти из строя сложные космические приборы и солнечные батареи. Появляется даже серьезная опасность облучения космонавтов, находящихся на орбите. Поэтому в разных странах проводятся работы по научному предсказанию солнечных вспышек на основании измерения солнечных магнитных полей. Быстрые частицы вызывают сильные токи в земной токи в земной атмосфере, приводят в возмущению магнитного поля нашей планеты и даже влияют на циркуляцию воздуха в атмосфере.
2.5 Активность Солнца и здоровье людей. 
Александр Леонидович Чижевский внес большой вклад в изучение влияние Солнца на возникновение эпидемических заболеваний. Результаты этих исследований  имеют особую ценность: ведь он работал с материалом тех эпох, когда медицина еще не умела бороться ни с чумой, ни с холерой, ни с тифом. Стихийный характер возникновения и распространения эпидемий давал надежду выявить их взаимосвязь с солнечной активностью "в чистом виде" На обширном материале ученый показал, что самые сильные и смертоносные эпидемии всегда совпадали с максимумами солнечной активности. Такая же закономерность была обнаружена для заболеваний дифтерией, менингитом, полиомиелитом, дизентерией и скарлатиной.
А в начале 60-х годов появились научные публикации о связи сердечно-сосудистых заболеваний с солнечной активностью. В них было показано, что наиболее подвержены солнечному воздействию люди, уже перенесшие один инфаркт. При этом выяснилось, что их организм реагирует не на абсолютное значение уровня активности, а на скорость его изменения.
В ряду многообразных проявлений солнечной активности особое место занимают хромосферные вспышки. Эти мощные взрывные процессы существенно влияют на магнитосферу, атмосферу и биосферу Земли. Магнитное поле Земли начинает беспорядочно меняться, и это является причиной магнитных бурь.
В 30-х годах ХХ столетия в городе Ницце (Франция) случайно было замечено, что число инфарктов миокарда и инсультов у пожилых людей резко возрастает в те дни, когда на местной телефонной станции наблюдались сильные нарушения связи вплоть до полного ее  прекращения. Как впоследствии выяснилось, нарушения телефонной связи были вызваны магнитными бурями.
Сведения о влиянии магнитного поля на организм человека имелись и в глубокой древности. Лечебные свойства магнита описывали Аристотель и Плиний Старший, Парацельс и Вильям Гилберт. Сейчас установлено, что магнитное поле прежде всего влияет на регуляторные системы организма (нервную, эндокринную и кровеносную). Его воздействие затормаживает условные и безусловные рефлексы, меняет состав крови. Такая реакция на магнитное поле объясняется в первую очередь изменением свойств водных растворов в организме человека.
В 1934 году английские ученые Джон Бернал и Ральф Фаулер высказали гипотезу, что вода может проявлять свойства, присущие твердым кристаллам. Впоследствии эта  гипотеза была экспериментально доказана, а в наше время жидкие кристаллы широко распространены в быту. В обычных условиях кристаллическая структура воды крайне неустойчива и слабо себя проявляет. Но если воду пропустить через постоянное магнитное поле, эта структура становится заметной, а сама вода приобретает ряд необычных свойств. Так, "намагниченная" вода дает гораздо меньше накипи, изменяется ее диэлектрическая проницаемость, она иначе поглощает свет, а прорастание семян и рост растений, обработанных такой водой, происходит гораздо быстрее.
В любом живом организме более 70% воды, которая составляет неотъемлемую часть клеток и тканей. Если предположить, что для "намагничивания" воды внутри организма достаточно даже относительно слабого поля Земли, то в периоды магнитных бурь следует ожидать резкого изменения процессов жизнедеятельности. Поскольку эти процессы протекают на клеточном уровне, магнитная буря будет вызывать изменения в поведении всего живого, начиная с человека и кончая микробом. Вот почему в годы активного излучения Солнца  могут проходить столь несхожие события, как Варфоломеевская ночь или опустошительные набеги саранчи.   
3. Заключение.
Солнце освещает и согревает нашу планету, без этого была бы невозможна жизнь на ней не только человека, но даже микроорганизмов. Солнце – главный (хотя и не единственный) двигатель происходящих на Земле процессов. Но не только тепло и свет получает Земля от Солнца. Различные виды солнечного излучения и потоки частиц постоянно оказывают влияние на жизнь нашей планеты.
Излучение Солнца  основной источник энергии на Земле. Эта энергия может использоваться в различных естественных и искусственных процессах. [ Cкачайте файл, чтобы посмотреть ссылку ] Солнца имеет [ Cкачайте файл, чтобы посмотреть ссылку ] свойства, позволяющие использовать его для [ Cкачайте файл, чтобы посмотреть ссылку ] [ Cкачайте файл, чтобы посмотреть ссылку ] и различных предметов. Оно также вызывает [ Cкачайте файл, чтобы посмотреть ссылку ] и имеет другие [ Cкачайте файл, чтобы посмотреть ссылку ] эффекты  например, стимулирует производство в организме [ Cкачайте файл, чтобы посмотреть ссылку ]. Угол, под которым Солнце стоит над горизонтом в [ Cкачайте файл, чтобы посмотреть ссылку ], влияет на многие типы [ Cкачайте файл, чтобы посмотреть ссылку ]  например, от него зависит цвет кожи человека в различных регионах земного шара.
Солнце  магнитно-активная звезда. Она обладает сильным [ Cкачайте файл, чтобы посмотреть ссылку ], напряжённость которого меняется со временем, и которое меняет направление приблизительно каждые 11 лет, во время солнечного максимума. Вариации магнитного поля Солнца вызывают разнообразные эффекты, совокупность которых называется [ Cкачайте файл, чтобы посмотреть ссылку ] и включает в себя такие явления как [ Cкачайте файл, чтобы посмотреть ссылку ], [ Cкачайте файл, чтобы посмотреть ссылку ], вариации [ Cкачайте файл, чтобы посмотреть ссылку ] и т. д., а на Земле вызывает [ Cкачайте файл, чтобы посмотреть ссылку ] в высоких и средних широтах и [ Cкачайте файл, чтобы посмотреть ссылку ], которые негативно сказываются на работе [ Cкачайте файл, чтобы посмотреть ссылку ], средств передачи [ Cкачайте файл, чтобы посмотреть ссылку ], а также негативно воздействует на живые организмы, вызывая у людей головную боль и плохое самочувствие (у людей, чувствительных к магнитным бурям). «Жизнь в Солнечной системе на планете Земля– уникальна, она возможна благодаря свету, теплу, даваемому Солнцем. И сегодня ни одно живое вещество, ни один элемент природной среды не сможет без него выжить. Все живое во Вселенной, как и в момент ее возникновения, зависит от Солнца».
Список используемой литературы.
Энциклопедия для детей. Астрономия. – М.: Аванта+, 1997 год.
Г.А. Гуреев. Земля и небо. – М.:Сашко, 1993 год.
Л. Алексеева. Небесные сполохи и земные заботы. – М.: Мир, 1995 год.
Н.П. Русин, Л.Л. Флит. Солнце на земле. – М.: Тригон, 1994 год.
Ф.Л. Уилл. Семья Солнца – Сп-Б.:Художественная литература, 1995 год.
Е.П.  Левитан. Учебник астрономии для 11-х классов. – М.: Просвещение, 1994 год.




















Приложение.
[ Cкачайте файл, чтобы посмотреть ссылку ]
№ 1 Земля и Солнце (фотомонтаж с сохранением соотношения
размеров)

№ 2 Земля. Вид из космоса
[ Cкачайте файл, чтобы посмотреть ссылку ]

Даже вид [ Cкачайте файл, чтобы посмотреть ссылку ] из [ Cкачайте файл, чтобы посмотреть ссылку ]  во всём косвенный результат воздействия на планету солнечного излучения.


Зелёный лист растения  источник жизни на Земле благодаря поступлению на Землю энергии Солнца

[ Cкачайте файл, чтобы посмотреть ссылку ]






№ 3 Фотография Солнца цифровой [ Cкачайте файл, чтобы посмотреть ссылку ] с поверхности [ Cкачайте файл, чтобы посмотреть ссылку ]


[ Cкачайте файл, чтобы посмотреть ссылку ]



№ 4 Магнитные поля Солнца
[ Cкачайте файл, чтобы посмотреть ссылку ]15


Корональное извержение массы на Солнце. Струи плазмы вытянуты вдоль арок магнитного поля


№ 5 Солнечная вспышка


















13PAGE 15


13PAGE 14315




Заголовок 215

Приложенные файлы


Добавить комментарий