گردشگری, سفر مدل لباس, عکس, سریال, آهنگ
مجله تاپ ناز / گوناگون / مطالب علمی / اطلاعات علمی در مورد خورشید | تحقیق در مورد خورشید برای دانش آموزان

اطلاعات علمی در مورد خورشید | تحقیق در مورد خورشید برای دانش آموزان

خورشید

در این مطلب یک تحقیق کوتاه و علمی در مورد خورشید را آماده کرده ایم که دانش آموزان می توانند به عنوان تحقیق علمی از آن بهره ببرند، همچنین 10 نکته جالب در مورد خورشید را در این مطلب گردآوری کرده ایم.

اطلاعات علمی در مورد خورشید و تحقیق در مورد خورشید

گازی که خورشید را تشکیل داده است نسبت به مغناطیس حساس است. حساسیت به مغناطیس این گاز را به گازی مخصوص تبدیل کرده است. به همین دلیل به این گاز که خورشید از آن تشکیل شده است پلاسما می گویند.

در طول تاریخ انسان ها خورشید را مقدس می شمردند. مثلاً ایرانیان قدیم معابدی برای خورشید درست کرده بودند. به این معابد زیگورات می گفتند. آیین خورشید پرستی ایرانیان یا میتراییسم به روم نیز رفت. علاوه برایرانیان و رومی ها، خورشید در فرهنگ مصریان قدیم، قوم آزتک در مکزیک و بومیان آمریکای شمالی، چینی ها و بسیاری از اقوام دیگر نیزنقش بزرگی داشته است.

خورشید یکی از بیش از 100 میلیارد ستاره ای ست که در کهکشان راه شیری وجود دارند. خورشید حدود 25000 سال نوری از مرکز کهکشان فاصله دارد و یک بار در هر حدود 250 میلیون سال به گرد مرکز کهکشانی می گردد. یک سال نوری مسافتی ست که نور در یک سال در خلأ می پیماید و مساوی ست با حدود 88/5 تریلیون مایل (46/9 تریلیون کیلومتر

فاصله خورشید از زمین چقدر است؟

خورشید نزدیک ترین ستاره به کره زمین است. فاصله خورشید از سیاره ما زمین 149.680.000 کیلومتر یا 92.960.000  مایل است. این فاصله واحد نجومی(AU) نامیده می شود و واحد اندازه گیری فاصله در سراسر منظومه شمسی ست.

اندازه خورشید

شعاع خورشید یعنی فاصله مرکز تا سطح خورشید حدود 432000 مایل یا 965500 کیلومتر است که 109 برابر شعاع زمین است.

جرم خورشید

جرم خورشید براساس واحد تن عبارت ازعدد دو با 27 صفر است. جرم خورشید 332900 برابر جرم زمین است و 8/99 درصد جرم کل منظومه شمسی را در خود دارد. متوسط تراکم مواد در خورشید 4/1 گرم در هر سانتی متر مکعب است. یعنی تراکم خورشید حدود 4/1 برابر تراکم آب و کمتر از یک سوم متوسط تراکم زمین است. این جرم ها با نیروی جاذبه کنار هم نگه داشته شده اند و فشار و دمای زیادی در هسته خورشید ایجاد می کنند.

در هسته خورشید دما حدود 15 میلیون درجه سلسیوس یا حدود 27 میلیون درجه فارنهایت است. انرژی ای که در هسته تولید می شود اساساً تمام گرما و نوری که در زمین به ما می رسد را تولید می کند. انرژی از هسته به منطقه ای که نور و انرژی خورشید از آن ساطع و خارج می شود جهش می کند. 17000 سال طول می کشد تا این انرژی جدید به این منطقه که منطقه وزش گرمایی ست, برسد. منطقه وزش گرمایی منطقه ای ست که از آن پلاسمای داغ (مخلوط اتم های یونیزه) به طرف بیرون از خورشید حرکت می کند. وقتی که گرما به این منطقه برسد دو میلیون درجه سلسیوس یا 5/3 میلیون درجه فارنهایت از درجه حرارتش کاسته می شود.

دمای سطح یا فوتوسفر حدود 5500  درجه سلسیوس یا 10000 درجه فارنهایت است. در زیر این منطقه دما به بیش از دو میلیون درجه سلسیوس یا 5/3 میلیون درجه فارنهایت می رسد. در مرکز لکه های خورشیدی بزرگ دما به 7300 درجه فارنهایت یا 4000 درجه سلسیوس می رسد.

در هسته خورشید دما حدود 15 میلیون درجه سلسیوس یا حدود 27 میلیون درجه فارنهایت است. انرژی ای که در هسته تولید می شود اساساً تمام گرما و نوری که در زمین به ما می رسد را تولید می کند. انرژی از هسته به منطقه ای که نور و انرژی خورشید از آن ساطع و خارج می شود جهش می کند. 17000 سال طول می کشد تا این انرژی جدید به این منطقه که منطقه وزش گرمایی ست, برسد. منطقه وزش گرمایی منطقه ای ست که از آن پلاسمای داغ (مخلوط اتم های یونیزه) به طرف بیرون از خورشید حرکت می کند. وقتی که گرما به این منطقه برسد دو میلیون درجه سلسیوس یا 5/3 میلیون درجه فارنهایت از درجه حرارتش کاسته می شود.

دمای سطح یا فوتوسفر حدود 5500  درجه سلسیوس یا 10000 درجه فارنهایت است. در زیر این منطقه دما به بیش از دو میلیون درجه سلسیوس یا 5/3 میلیون درجه فارنهایت می رسد. در مرکز لکه های خورشیدی بزرگ دما به 7300 درجه فارنهایت یا 4000 درجه سلسیوس می رسد.

انرژی ایجاد می کند. همجوشی هسته ای مرحله تبدیل هسته هیدروژن به هسته هلیوم است.

در هر ثانیه خورشید حدود 600000000 تن هسته هیدروژن را به هسته هلیوم تبدیل می کند. این واکنش همجوشی هسته ای خورشید در هر ثانیه حدود چهار میلیون تن توده اتم را به انرژی تبدیل می کند و مقدار بسیار زیادی انرژی گرمایی و نورانی را برای منظومه شمسی آزاد می کند.

در این واکنش همجوشی، خورشید در هر ثانیه چهار میلیون تن از جرمش را از دست می دهد. به این ترتیب خورشید سوختش را در طول حدود پنج میلیارد سال آینده از دست خواهد داد. موقعی که این اتفاق رخ دهد خورشید منفجر می شود و به یک ابر تبدیل می شود. یک پوسته بسیار بزرگ از گاز که سیاره های منظومه شمسی از جملهزمین را ویران خواهد کرد.

انرژی خورشید در نتیجه انجام  واکنش های همجوشی هسته ای که در داخل هسته اش انجام می شود، تأمین می گردد. در همجوشی هسته ای دو هسته اتم به یکدیگر می پیوندند و یک هسته جدید به وجود می آورند. در نتیجه این همجوشی و تغییر هسته، انرژی به وجود می آید.

همجوشی هسته ای تنها می تواند در داخل هسته رخ دهد چون هسته بسیار داغ و متراکم است. هسته بار مثبت دارد و هسته ها تمایل دارند همدیگر را دفع کنند. اما تراکم مواد در هسته و دمای آن آنقدر زیاد است که نیرویی وارد می کند و هسته ها را به هم جوش می دهد.

معمولی ترین فرایند همجوشی در خورشید، زنجیره پروتون- پروتون نامیده می شود. این فرایند موقعی شروع می شود که به هسته ساده ترین شکل اتم هیدروژن، یعنی آنهایی که یک پروتون دارند نیرو وارد می شود تا در یک زمان یکی شوند. ابتدا یک هسته با هسته دیگر یکی می شود، سپس این هسته دو ذره ای با یک هسته دیگر ترکیب می شود و هسته سه ذره ای را تشکیل میدهد. هسته سه ذره ای با یک هسته دیگر یکی می شود و هسته چهار ذره ای را به وجود می آورد. در آخر این هسته چهار ذره ای با یک هسته دیگر هم یکی می شود. این فرایند, یک ذره طبیعی الکتریکی به نام نوترون نیز تولید می کند.

هسته نهایی شامل دو پروتون و دو نوترون و نیز هسته ای که عادی ترین شکل عنصری به نام هلیوم است، می باشد. جرم این هسته ایجاد شده کمتر از جرم هسته چهار پروتونی ست. چون جرم از دست رفته به انرژی تبدیل شده است.

خورشید ما منبع عظیمی نور و گرمای منظومه ی شمسی است. ارتباط و تعامل بین خورشید و زمین باعث به وجود آمدن فصل ها، جریان های اقیانوسی، آب و هوا و تغییرات اقلیمی می شود.

خورشید

10 مورد جالب در مورد خورشید

در طی تاریخ در بیشتر فرهنگ ها و اساطیر از مصر باستان گرفته تا ازتک ها، بومیان آمریکا و چینی ها خورشید نمود روشنی دارد. حال در اینجا مطالب بیشتری راجع به خورشید و موقعیت آن در منظومه ی شمسی مان خواهیم دانست.

1) خورشید سنگین ترین جرم منظومه ی شمسی است.

خورشید 99.8% کل جرم منظومه ی شمسی را در خود دارد ( باقی مانده ی جرم منظومه ی شمسی بیشتر در سیاره ی مشتری جمع شده است). اطلاعاتی در رابطه با خورشیدمان در زیر آورده ایم که می توانید بعنوان مرجع شناخت خورشید از آنها استفاده نمایید:

  • شعاع استوایی خورشید: 695,500 کیلومتر
  • محیط استوایی خورشید: 4,379,000 کیلومتر
  • حجم خورشید: 1,142,200,000,000,000,000 کیلومتر مکعب
  • جرم خورشید: 1,989,000,000,000,000,000,000,000,000,000 کیلوگرم
  • چگالی خورشید: 1.409 گرم بر سانتی متر مکعب
  • مساحت خورشید: 6,087,799,000,000 کیلومتر مربع

2) خورشید نزدیک ترین ستاره به زمین است.

خورشید یک ستاره است و به نظر منجمان از هر نظر ستاره ای متوسط است. یعنی در واقع از لحاظ سن، اندازه و گرما میانگین اکثر ستاره های دیگر است. در عین حال برخی ستاره ها سنی به اندازه ی نزدیک سن کیهان داشته و حدود 13.7 میلیارد سال سن دارند خورشید از نسل دوم ستاره ها بوده و تنها 4.6 میلیارد سال عمر دارد. برخی از مواد سازنده ی خورشید از ستاره هایی که قبل ها وجود داشته و نابود شده اند جمع شده است.

 

  • نوع طیف خورشید: G2-V
  • سرعت نسبی نسبت به ستاره های نزدیک به خورشید: 19.7 کیلومتر بر ثانیه
  • ثابت خورشیدی یا انرژی کلی خورشید: 1.365 الی 1.369 کیلو وات در متر مربع

 

3) خورشید از لایه ها و بخشهای جداگانه تشکیل شده است.

 

علاوه بر هسته ی تولید کننده ی انرژی خورشید، داخل خورشید دو منطقه ی جداگانه و مشخص وجود دارد. یکی از این مناطق منطقه ی تشعشعات خورشید بوده و منطقه ی دیگر منطقه ی هم رفتی خورشید است.

از هسته به بیرون ابتدا به منطقه ی تشعشات می رسیم و بعد از آن منطقه ی هم رفتی شروع می شود. دما از نقطه ی تشعشعات به نقطه ی هم رفتی از هشت میلیون درجه ی کلوین به هفت هزار درجه ی کلوین کاهش می یابد. برای اینکه فوتون های نور بتوانند از هسته ی چگال خورشید فرار کرده و به سطح آن برسند چند صد هزار سال زمان لازم است.

 

4) خورشید بعد از تشکیل تا کنون نیمی از هیدروژن خود را مصرف کرده است.

 

طی پنج میلیارد سال بعد خورشید روشن تر و روشن تر خواهد شد و هلیم بیشتری در مرکز آن جمع خواهد شد. با از بین رفتن تدریجی منبع هیدروژن خورشید، هسته باید قادر باشد فشار کافی را برای حفظ خورشید و جلوگیری از انفجار آن تولید کند. تنها راه انجام این کار افزایش گرما خواهد بود. به تدریج منبع سوخت هیدروژن خورشید از بین خواهد رفت و در آن زمان تغییرات شدیدی را در خورشید شاهد خواهیم بود که در نهایت باعث نابودی کامل سیاره ی زمین خواهد شد.

 

5) نیروی جاذبه ی شدید خورشید باعث شده که زمین و دیگر سیارات منظومه ی شمسی در مدار خود باقی بمانند و پراکنده نشوند.

 

نیروی جاذبه ی خورشید باعث شده که سیاره های منظومه ی شمسی به دور خورشید گشته و از مدار خارج نشوند.

  • جاذبه ی سطحی استوایی خورشید: 274 متر بر مجذور ثانیه
  • شتاب فرار جاذبه: 223720 کیلومتر در ساعت

6) یونانی ها نام خورشید را هلیوس گذاشتند.

 

در سراسر دنیا خورشید را به نام های مختلفی می شناسند. در بیشتر فرهنگ ها خورشید جایگاه ثابتی در اسطوره ها دارد. نام کنونی خورشید در انگلیسی که سان ( sun ) گفته می شود از نام رومی آن که sol یا سول گفته می شده و هنوز هم در جاهایی از کره ی زمین مورد استفاده است، گرفته شده است. به دلیل نقش مهمی که خورشید در زندگی ما ایفا می کند به جز سیاره ی زمین بیش از هر جرم دیگری در مورد آن مطالعه شده است.

 

7) انسان از ابتدای حیاتش در رابطه با خورشید و وجود آن می دانسته است.

بر خلاف بیشتر اجرام منظومه ی شمسی انسان از ابتدای زمان خلقت در رابطه با خورشید چیز هایی می دانسته است. بنابراین نمی توان زمانی را برای کشف خورشید بیان کرد.

 

8) یولیسس ( Ulysses ) اولین سفینه ی فضایی بود که قطب های خورشید را مورد مطالعه قرار داد.

یولیسس از شاتل فضایی دیسکاوری با استفاده از موشک های پر قدرت به سمت مشتری شلیک شد. ماموریت یولیسس مطالعه ی مشتری برای مدت هفده روز بود که بعد از آن به دلیل جاذبه ی شدید این سیاره ی غول پیکر یولیسس به سمت مشتری کشیده شده و با توجه به جاذبه ی شدید این سیاره ی غول پیکر از مداری صفحه ی بیضوی خارج شده و مدار یولیسس به سمت قطب های خورشید شد.

دیگر ماموریت های فضایی که به مطالعه ی خورشید پرداختند سوهو ( soho)، رصدخانه ی دینامیک خورشیدی ( SDO ) و سفینه های فضایی دو قلوی استریو ( STEREO ) بودند.

 

9) مقایسه ی سطح و جو خورشید نسبت به سطح و جو دیگر سیاره های منظومه ی شمسی

 

سطح خورشید که در اصطلاح فضایی به آن فتوسفر یا نورکره هم می گویند تنها 500 کیلومتر ضخامت داشته و بیشتر اشعه و نور خورشید از آنجا به فضا متساعد می شود. لکه های خورشیدی هم در سطح یا فتوسفر کره خورشید موجودند. بالاتر از فتوسفر کروموسفر یا فام کره است که تنها در زمان هایی که خور گرفت یا گرفتگی کامل خورشید را داریم به شکل حاشیه های قرمز رنگی دیده می شود. هر چه قدر ارتفاع از سطح کره ی خورشید بالاتر برود گرما هم افزایش پیدا می کند و تا حد ۵۰ هزار کلوین می رسد در حالی که چگالی در سطح های بالاتر خورشید حدود ۱۰۰ هزار بار کمتر از فتوسفر یا نورکره می باشد.

10) دانشمندان سال های متمادی در این فکر بودند که چرا تاج خورشید این قدر گرم است.

بالاتر از کروموسفر یا فام کره تاج خورشیدی یا کرونا است که به شکل بادهای خورشیدی از سطح کره ی خورشید بیرون آمده و تا انتهای منظومه ی شمسی را در بر میگیرد. سطح کرونا به شدت گرم است و میلیونها درجه ی کلوین گرما دارد. به دلیل اینکه از دید فیزیکی امکان انتقال انرژی گرمایی از سطوح خنک تر خورشید به تاج خورشیدی که بسیار گرم تر است وجود ندارد منبع گرمای بالای تاج خورشیدی برای بیش از 60 سال به صورت راز باقی مانده بود. اخیراً فیزیک دانان خورشیدی پی به وجود نانو فلرها یا اشعه های نانو برده اند.( یعنی در واقع اشعه های بسیار ریزی که در سطح خورشید جاری هستند و قبلا تصور نمی شد که وجود داشته باشند). به نظر می رسد نانوفلرها یا اشعه های نانو دلیل اصلی گرم بودن بیش از حد تاج خورشیدی باشند.

بخوانید : 10 مورد علمی در مورد ستاره ها +تصاویر