Реферат з астрономії на тему:
Звідки береться енергія сонця?
учня 11 Б класу
гімназії № 25
Чому Сонце світить і не холоне вже мільярди років? Яке «паливо»дає йому енергію? Відповіді на ці питання вчені шукали століттями, і тільки впочатку ХХ ст. було знайдено правильне рішення. Тепер відомо, що Сонце,як і інші зірки, світить завдяки що протікають в його надрах термоядернимреакцій. Що ж це за реакції?
Якщо ядра атомів легких елементів зіллються в ядро атома більш важкогоелементу, то маса нового ядра виявиться менше, ніж сумарна маса тихядер, з яких воно утворилося. Залишок маси перетворюється на енергію,яку забирають частки, що утворилися в ході реакції. Ця енергія майжеповністю переходить в тепло. Така реакція синтезу атомних ядер можевідбуватися тільки при дуже високому тиску і температурі понад 10 млн.градусів. Тому вона і називається термоядерної.
Основна речовина, що становить Сонце - водень, на його частку припадаєблизько 71% всієї маси світила. Майже 27% належить гелію, а інші 2% --більш важким елементам, таким, як вуглець, азот, кисень і метали.
Головним «паливом» на Сонці служить саме водень. З чотирьох атомівводню в результаті ланцюжка перетворень утворюється один атом гелію. А зкожного грама водню, який бере участь в реакції, виділяється 6 * 1011 Дженергії! На Землі такої кількості енергії вистачило б для того, щобнагріти від температури 0 (С до кипіння 1000 м3 води!
Розглянемо механізм термоядерної реакції перетворення водню в гелій,яка, мабуть, найбільш важлива для більшості зірок. Називається вонапротон-протонної, так як починається з тісного зближення двох ядер атомаводню - протонів.
Протони заряджені позитивно, тому взаємно відштовхуються, причому, зазакону Кулона, сила та обернено пропорційна квадрату відстані і притісного зближення повинна стрімко зростати. Однак при дуже високійтемпературі і тиску швидкості теплового руху частинок настільки великі, ачасткам так тісно, що найбільш швидкі з них все ж таки зближуються один зодним і опиняються у сфері впливу ядерних сил. У результаті можевідбутися ланцюжок перетворень, яка завершиться виникненням новогоядра складається з двох протонів, - ядра гелію.
Далеко не кожне зіткнення двох протонів призводить до ядерної реакції.
Протягом мільярдів років протон може постійно стикатися з іншимипротонами, так і не дочекавшись ядерного перетворення. Але якщо в моменттісного зближення двох протонів відбудеться ще й інше малоймовірне дляядра подія - розпад протона на нейтрон, позитрон і нейтрино (такийпроцес називається бета-розпадом), то протон з нейтронів об'єднуються встійке ядро атома важкого водню - дейтерію.
Ядро дейтерію (Дейтрон) за своїми властивостями схоже на ядро водню,тільки важче. Але на відміну від останнього в надрах зірки ядро дейтеріюдовго існувати не може. Вже через кілька секунд, зіткнувшись ще зодним протоном, воно приєднує його до себе, випускає могутній гамма-квант істає ядром ізотопу гелію, у якого два протона пов'язні не з двоманейтронами, як у звичайного гелію, а з однією. Раз на кілька мільйонів роківтакі ядра легкого гелію зближуються настільки тісно, що можуть об'єднатисяв ядро звичайного гелію, «відпустивши на свободу» два протона.
Отже, в результаті послідовних ядерних перетворень утворюється ядрозвичайного гелію. Породжені в ході реакції позитрони і гамма-квантипередають енергію навколишнього газу, а нейтрино зовсім йдуть з зірки,тому що мають дивовижну спроможність проникати через величезнітовщі речовини, не зачепивши ні одного атома.
Реакція перетворення водню в гелій відповідальна за те, що всередині
Сонця зараз набагато більше гелію, ніж на його поверхні. Природно,виникає питання: що ж буде з Сонцем, коли весь водень у його ядрівигорить і перетвориться на гелій, і як скоро це відбудеться?
Виявляється, приблизно через 5 млрд. років вміст водню в ядрі
Сонця настільки зменшиться, що його «горіння» розпочнеться в шарі навколо ядра.
Це призведе до «роздування» сонячної атмосфери, збільшення розмірів
Сонця, падіння температури на поверхні і підвищення її в ядрі.
Поступово Сонце перетвориться на червоного гіганта - порівняно холоднузірку величезного розміру з атмосферою, що перевершує межі орбіти Землі.
Життя Сонця на цьому не закінчиться, і воно буде зазнавати ще багатозмін, поки, зрештою, не стане холодним і щільним газовим кулею,усередині якого вже не відбувається ніяких термоядерних реакцій.
