Открытие Ньютоном спектра белого света
Исаак Ньютон – один из величайших ученых в истории человечества. Это он сформулировал закон всемирного тяготения. Не менее важными были исследования Ньютона в области исследования природы света. Мало кто знает, как зародился его интерес к оптическим явлениям. Ньютон купил на ярмарке стеклянную призму из-за ее удивительного свойства – разлагать солнечный свет. Позднее Ньютон напишет, что пытался воспроизвести феномен разложения белого света на цвета радуги. Его опыты предварили одно из фундаментальных открытий в области природы света.
Многие ученые полагали, что радужные цвета белому свету придавала сама призма. Ложность этой гипотезы Ньютон доказал путем уникального эксперимента. Он собственноручно зарисовал опыт, результаты которого называл решающими. Он установил призму так, что свет на нее падал из небольшого отверстия в плотной материи, которой были закрыты окна. Свет проходил через призму и разлагался на составные цвета на экране. Надо сказать, что эти свойства призмы в то время были уже известны, но Ньютон пошел еще дальше.
Во-первых, он поставил два листа плотной бумаги так, чтобы между ними попал только один цвет, например, оранжевый. А затем пропустил этот цвет через вторую призму. Если бы цвета придавала сама призма, то она добавила бы к этому цвету, все остальные цвета радуги, но получился все тот же оранжевый цвет. Призма ничего к нему не добавила. Из этого Ньютон заключил, что цвета изначально содержались в белом свете. И что призма, как таковая, никакие цвета не производит, а лишь разлагает, проходящий через нее белый свет, на составные части.
Цвета, составляющие белый свет, Ньютон назвал – спектром. Использование этого открытия вместе с телескопом, принесло поразительные результаты.
Спектральный анализ позволил ученым сделать еще один шаг в изучении Вселенной. Исследователи определили, что между цветами спектра имеются тонкие черные полосы. Это линии поглощения. Вскоре их существованию нашли объяснение. Дело в том, что атомы в верхних слоях атмосферы, поглощают часть световых волн, испускаемых Солнцем. Это открытие позволило ученым определить химический состав нашего светила.
Каждый элемент поглощает световые волны строго определенной длины. Это словно подсказка, – из каких химических элементов состоит небесное тело, свет которого, достиг Земли.
В Римской обсерватории спектральный анализ использовали для изучения света, достигшего Земли из глубин Вселенной.
Что такое отражение света и его разновидности, механизм
Закон формулируется так: падающий и отраженный лучи лежат в одной плоскости, имеющей перпендикуляр относительно отражающей поверхности, который выходит из точки падения. Угол падения равен углу отражения.
По сути, отражение это физический процесс, при котором луч, частицы или излучение взаимодействуют с плоскостью. Направление волн изменяется на границе двух сред, так как они имеют разные свойства. Отраженный свет всегда возвращается в ту среду, из которой пришел. Чаще всего при отражении наблюдается и явление преломления волн.
Так выглядит схематическое объяснение закона отражения света.
Зеркальное отражение
В этом случае наблюдается четкая взаимосвязь между отраженными и падающими лучами, это является главной особенностью данной разновидности. Есть несколько основных моментов, характерных для зеркального отражения:
- Отраженный луч всегда находится в плоскости, которая проходит через падающий луч и нормаль к отражающей поверхности, которая восстановлена в точке падения.
- Угол падения равняется углу отражения луча света.
- Характеристики отраженного луча пропорциональны поляризации лучевого пучка и углу его падения. Также на показатель влияют характеристики двух сред.
При зеркальном отражении углы падения и отражения всегда одинаковы.
При этом показатели преломления зависят от свойств плоскости и особенностей света. Это отражение можно встретить везде, где есть гладкие поверхности. Но для разных сред условия и принципы могут меняться.
Полное внутреннее отражение
Характерно для звуковых и электромагнитных волн. Возникает в месте, где встречаются две среды. При этом волны должны падать из среды, в которой скорость распространения ниже. Применительно к свету можно сказать, что показатели преломления в этом случае сильно возрастают.
Полное внутреннее отражение характерно для поверхности воды.
Угол падения луча света влияет на угол преломления. С увеличением его значения интенсивность отраженных лучей увеличивается, а преломленных снижается. При достижении определенного критического значения показатели преломления уменьшаются до нулевой отметки, что приводит к полному отражению лучей.
Диффузное отражение света
Этот вариант характеризуется тем, что при попадании на неровную поверхность лучи отражаются в разных направлениях. Отраженный свет просто рассеивается и именно из-за этого нельзя увидеть свое отражение на неровной или матовой плоскости. Явление диффузии лучей наблюдается, когда неровности равны длине волны или превышают ее.
При этом одна и так же плоскость может быть диффузно отражающей для света или ультрафиолета, но при этом хорошо отражать инфракрасный спектр. Все зависит от особенностей волн и свойств поверхности.
Диффузное отражение хаотичное из-за неровностей на поверхности.
Обратное отражение
Это явления наблюдается, когда лучи, волны или другие частицы отражаются обратно, то есть в сторону источника. Такое свойство может быть использовано в астрономии, естествознании, медицине, фотографии и других сферах. За счет системы выпуклых линз в телескопах есть возможность увидеть свет звезд, которые не видны невооруженным глазом.
Обратное отражение можно регулировать за счет сферической формы отражающей поверхности.
Важно создать определенные условия, чтобы свет возвращался к источнику, это достигается чаще всего за счет оптики и пучкового направления лучей. Например, этот принцип применяется в УЗИ-исследованиях, благодаря отраженным ультразвуковым волнам на монитор выводится изображение исследуемого органа
Природа видимого света Вселенной
Свет представляет волновой процесс переменного поля электрических и магнитных полей. Распространение не сильно отличается от колебаний поверхности моря или океана. Как и любая другая физическая величина оно имеет несколько основных свойств, которые описывают его.
Основная характеристика — частота измеряемая в герцах, который подсчитывает количество колебаний, которые проходят мимо точки в одну секунду. Другая характеристика длина волны: расстояние от пика одной до пика следующей. Эти два атрибута обратно связаны. Чем больше частота, тем меньше длина и наоборот.
Электромагнитные волны которые обнаруживают глаза — видимый свет -осциллирует между 400 и 790 терагерцами (ТГц). Это несколько сотен триллионов раз в секунду изменений. Длина волны, примерно размером с большого вируса: 390 – 750 нанометров (1 нанометр = 1 миллиардная метра). Мозг человека интерпретирует различные длины волн как разные цвета. Когда люди смотрят на солнечные лучи через призму, то видят, что на самом деле они состоят из многих длин. Призма создает «радугу» путем перенаправления каждой длины волны под несколько иным углом. У красного длиннее длина волны чем фиолетового.
Астрономы используют весь электромагнитный спектр, чтобы наблюдать различные явления. Существуют современные телескопы, используемые для сопоставления структуры нашей Галактики.
Малое красное пятно
Как пишет CNN, изображения также показывают другие штормовые системы, видимые на поверхности массивной планеты. Так, область, получившая название Малое красное пятно, находится в нижней правой части планеты, недалеко от ее массивного собрата. Этот меньший шторм образовался в 2000 году, когда слились три шторма одинакового размера.
Подобно Большому красному пятну, этот шторм окрашен хромофорами, которые поглощают солнечное излучение как на ультрафиолетовых, так и на синих длинах волн, придавая ему красный цвет в видимых наблюдениях и темный вид на ультрафиолетовых длинах волн. Хромофоры – это частицы, которые дают красный цвет, наблюдаемый в Большом красном пятне. На полученных снимках можно увидеть, где они расположены.
Солнце — основной источник энергии на Земле.
| Основные характеристики | |
| Среднее расстояние от Земли | 1,496×1011 м(8,31 световых минут) |
| Видимая звёздная величина (V) | -26,74м |
| Абсолютная звёздная величина | 4,83м |
| Спектральный класс | G2V |
| Параметры орбиты | |
| Расстояние от центра Галактики | ~2,5×1020 м (26 000 световых лет) |
| Расстояние от плоскости Галактики | ~4,6×1017 м(48 световых лет) |
| Галактический период обращения | 2,25-2,50×108 лет |
| Скорость | 2,17×105 м/с(на орбите вокруг центра Галактики)2×104 м/с(относительно соседних звёзд) |
| Физические характеристики | |
| Средний диаметр | 1,392×109 м(109 диаметров Земли) |
| Экваториальный радиус | 6,955×108 м |
| Длина окружности экватора | 4,379×109 м |
| Сплюснутость | 9×10-6 |
| Площадь поверхности | 6,088×1018 м2(11 900 площадей Земли) |
| Объём | 1,4122×1027 м2(1 300 000 объёмов Земли) |
| Масса | 1,9891×1030 кг(332 946 масс Земли) |
| Средняя плотность | 1409 кг/м3 |
| Ускорение на экваторе | 274,0 м/с2(27,94 g) |
| Вторая космическая скорость | (для поверхности) 617,7 км/с(55 земных) |
| Эффективная температура поверхности | 5515 C° |
| Температура короны | ~1 500 000 C° |
| Температура ядра | ~13 500 000 C° |
| Светимость | 3,846×1026 Вт ~3.75×1028 Лм |
| Яркость | 2,009×107 Вт/м2/ср |
| Характеристики вращения | |
| Наклон оси | 7,25°(относительно плоскости эклиптики)67,23°(относительно плоскости Галактики) |
| Прямое восхождение северного полюса | 286,13°(19 ч 4 мин 30 с) |
| Склонение северного полюса | +63,87° |
| Скорость вращения внешних видимых слоёв | (на экваторе) 7284 км/ч |
| Состав фотосферы | |
| Водород | 73,46 % |
| Гелий | 24,85 % |
| Кислород | 0,77 % |
| Углерод | 0,29 % |
| Железо | 0,16 % |
| Сера | 0,12 % |
| Неон | 0,12 % |
| Азот | 0,09 % |
| Кремний | 0,07 % |
| Магний | 0,05 % |
==================================================================
Галилео Галилей, его телескоп и основы мироздания
Летом 1669 года, Галилео Галилей, отправился в Венецию – столицу венецианской республики. Галилео был известен как непревзойденный естествоиспытатель и математик, нечуждый еретических взглядов. Будучи профессором университета, Галилей, имел постоянный источник дохода, однако часто оказывался на грани нищеты. Он постоянно искал способы поправить свое финансовое положение. Венецию в то время будоражили слухи об инструменте, который делал, казалось бы невозможное. Так называемая, подзорная труба, приближала удаленные предметы. Галилей понял, что ему улыбнулась удача.
Последнее достижение научно-технического прогресса того времени – устройство подзорной трубы, хранилось в строжайшей тайне. Галилею было известно лишь то, что нужны были две линзы, особым образом, расположенные в трубке. Так что устройство собственного прибора он тоже держал от всех в тайне.
То, что стекло каким-то образом искривляет свет, было известно с момента изобретения первых очков в начале тринадцатого века. Но в отличие от очков, в подзорной трубе и телескопе, используется система линз, которая располагается в строго определенном порядке.
Собранный за несколько недель телескоп Галилея, имел восьмикратное увеличение, то есть, был гораздо мощнее, чем первые подзорные трубы. Оставалось только обратить изобретение в звонкую монету.
И вот 21 августа 1609 года, Галилей взобрался на одну из городских колоколен и продемонстрировал свое изобретение местной знати. Телескоп произвел фурор. Теперь венецианцы были в состоянии заметить приближение кораблей на два часа раньше, чем при наблюдении невооруженным глазом. Военное преимущество и экономические выгоды, которые могла дать подобная информация, были очевидны всем присутствующим. Галилей подарил свой телескоп венецианскому доджу, а взамен ему было обещано пожизненное трудоустройство и двойное жалование.
Поправив свои финансовые дела, Галилей приступил к созданию более мощного телескопа. С его помощью великий ученый вознамерился изменить представление человека о мироздании.
В 1610 году, вышла книга Галилея «Звездный вестник». В ней приводится описание его астрономических наблюдений через оптический прибор.
Издревле считалось, что Земля является центром мироздания, а все небесные тела имеют гладкую поверхность. В телескоп Галилей разглядел, что поверхность Луны не равна и шершава, что там существуют кратеры и горы, достигающие шести километров в высоту, насколько он мог судить по теням, которые они отбрасывают.
Раскрыв ошибочность прежних теорий о небесных телах, телескоп дал Галилею представление и о масштабе Вселенной. Его взору открылось гораздо больше звезд, чем было видно невооруженным глазом. В последних главах книги Галилей сообщает об открытии четырех светил, расположенных на одной оси с Юпитером. Из его рисунков видно, как ночь за ночью меняется их положение. И ввиду того, что тела оставались на одной оси, Галилей заключил, что это вероятно спутники Юпитера, то есть, — это не звезды, — это луны.
Увиденное Галилеем в телескоп, опровергло общепринятое мнение, что Земля является центром, вокруг которого, вращается вся Вселенная.
Открытие спутников Юпитера означало, что не все во Вселенной вращается вокруг Земли, и, что Земля не центр мироздания, а всего лишь одна из множества планет.
Умение искривлять световые волны открыло Галилею глаза на природу мироздания и места человека в нем.
А следующее открытие в области природы света, уводит нас далеко за пределы солнечной системы и знакомит с историей зарождения звезд.
Интересные факты о свете
7. Самой долгогорящей лампой в мире является столетняя лампа в пожарной части Калифорнии. Она непрерывно горит с 1901 года.
8. Световой чихательный рефлекс, который вызывает неконтролируемые приступы чихания в присутствии яркого света, встречается у 18-35 процентов людей, хотя никто не может объяснить, почему он возникает. Один из способов справится с ним — носить солнечные очки.
9. При двойной радуге, свет отражается дважды внутри каждой капли воды, а цвета во внешней радуге расположены в обратном порядке.
10. Некоторые животные видят свет, который мы не можем видеть. Пчелы видят ультрафиолетовый свет, в то время как гремучие змеи видят инфракрасный свет.
11. Ниагарский водопад был впервые электрически подсвечен в 1879 году, и освещение было равноценно подсветке 32 000 свечей. Сегодня подсветка Ниагарского водопада равноценна освещению 250 миллионами свечей.
12. Когда свет проходит через разные вещества, он замедляется и преломляется. Таким образом линза фокусирует лучи в одной точке и может поджечь бумагу.
Кратко о Солнце
Корональные выбросы и вспышки – это два отличных друг от друга процесса. Выброс содержит в себе плазму, состоящую из протонов и электронов с примесью гелия, кислорода, железа и других элементов. Вспышки – это излучение, которое делится на пять классов в зависимости от мощности: A, B, C, M, X. При этом А – самый низкий класс рентгеновского излучения (0.0) – 10 нановатт на квадратный метр, каждый последующий класс мощнее в 10 раз.
Солнечные пятна – области с пониженной температурой плазмы. Разница может достигать 1500 градусов.
Солнечный ветер — поток ионизированных частиц, который радиально распространяется по всей Солнечной системе, наполняя межпланетное пространство.
Задача 18
Какие из звёзд, собственные названия которых приведены в списке, нельзя наблюдать в Москве?
- А) Солнце
- Б) Сириус (альфа Большого Пса)
- В) Канопус (альфа Киля)
- Г) Толиман (альфа Центавра)
- Д) Арктур (альфа Волопаса)
- Е) Вега (альфа Лиры)
- Ж) Капелла (альфа Возничего)
- З) Ригель (бета Ориона)
- И) Процион (альфа Малого Пса)
- К) Ахернар (альфа Эридана)
- Л) Бетельгейзе (альфа Ориона)
- М) Хадар (бета Центавра)
- Н) Альтаир (альфа Орла)
- О) Акрукс (альфа Южного Креста)
- П) Альдебаран (альфа Тельца)
- Р) Антарес (альфа Скорпиона)
Ответ: ВГКМО
За правильный ответ – 4 балла, в иных случаях – 0 баллов.
Комментарий: Приведены первые 16 звёзд из списка ярчайших звёзд неба. Ответ может быть дан исходя из опыта наблюдения ночного неба средней полосы. Склонение самой северной из приведённых звёзд не превышает –50°, в то время как на широте Москвы даже теоретически наблюдаемая звезда должна иметь склонение не меньше –34°.
Всего за работу – 45 баллов.
Реликтовое излучение космоса
В шестидесятых годах прошлого века учеными был пойман сигнал непонятного происхождения. В том спектральном диапазоне не должно было быть никаких сигналов из космоса. И вдруг ученые начали принимать мощные сигналы на антенну буквально отовсюду. Они были на порядок мощнее, чем шумовой фон галактики.
Вначале ученые решили, что это самые обыкновенные помехи, быть может, создаваемые самой антенной. Но потом начали искать астрономическое значение феномену. Сигнал шел не из пределов нашей галактики, и даже не из какой-то другой галактики. Казалось, что он поступает отовсюду. Его не мог излучать ни один из известных нам источников радиоволн. Ученым оставалось предположить только самое невероятное. Этот шум идет откуда-то из немыслимых глубин космоса, расположенных неизмеримо дальше, чем все известные нам источники радиосигналов.
Это были световые волны, такие древние, что со временем превратились в микроволны и охладились до нескольких градусов выше абсолютного ноля. Этот свет шел к земле практически все время существования Вселенной. Этот свет древнее любой звезды. По всей Вселенной до сих пор распространяются слабые отзвуки большого взрыва. Ученые назвали это реликтовым излучением. Оно появилось, когда возраст Вселенной составлял всего 380 тысяч лет. Оно позволяет взглянуть на мироздание в эпоху младенчества.
В раннюю эпоху своего существования, Вселенная представляла собой шар раскаленной плазмы, такой плотности, что заключенный внутри свет, не мог вырваться наружу. Затем по мере остывания плазма сжималась, и возникли первые атомы. В итоге, первый свет, тот, которому предстоит стать реликтовым излучением, вырвался на просторы космоса.
Значимость этого достижения, просто невозможно переоценить. Обитатели небольшой планеты, в системе ни чем непримечательной звезды, мы, презрели пространство и время и увидели Вселенную во всем ее величии. Так встал на место последний кусочек мозаики, составляющий актуальное представление о Мироздании. Написана последняя глава в использовании световых волн для изучения Вселенной.
Понимание природы света, позволило человеку осветить свой мир. Световые волны пронизывают как пространство, так и время. Практически все, что нам известно о вселенной, мы обязаны свойствам света.
Казалось, что дальнейшие исследования света, дадут ответы на все вопросы. Однако за последние тридцать лет, нам открылось нечто пугающее.
Большая часть Мироздания, нам просто напросто невидна. Вселенная не только бесконечна, ее скрывает вечная тьма, окутывающая ее на девяносто девять процентов.
Описание спектральных диапазонов
AIA 0193 Ангстрем
Ультрафиолетовый диапазон спектра, на этой длине волны хорошо видно общее состояние внешней атмосферы Солнца. На этой волне наблюдают за вспышками солнечной плазмы и видоизменяющейся огненной короной. Между яркими вспышками можно наблюдать тёмные корональные дыры, именно в них зарождаются частицы солнечного ветра.
AIA 0304 Ангстрем
Используется для наблюдений за волокнами (нитями) и протуберанцами более холодного шлейфа плазмы. Они расположены над видимой поверхностью светила и на других волнах абсолютно не видны, или представлены невыразительными тёмными линиями. Здесь же мы можем наблюдать их точный рисунок, на котором яркие точки указывают на места с высокой плотностью раскалённой солнечной плазмы.
AIA 0171 Ангстрем
Фотографии изображения Солнца с данной длины волны показывают состояние корональных петель Солнца в режиме реального времени, дуги отходят от поверхности Солнца, двигаясь вдоль силовых магнитных линий. В местах, где пятна ярче, чем другие, магнитное поле имеет наивысшую силу.
AIA 0211 Ангстрем
Показывает самые активные области внешней атмосферы Солнца. Яркие области на изображениях показывают процессы, происходящие в короне: вспышки, выбросы корональной массы. Тёмные области показывают корональные дыры.
Использование закона на практике
Примеры отражения света встречаются повсеместно.
Рассматриваемый закон встречается намного чаще, чем кажется. Этот принцип широко используется в самых разных сферах:
- Зеркало – самый простой пример. Это гладкая поверхность, хорошо отражающая свет и другие типы излучений. Используются как плоские варианты, так и элементы других форм, например, сферические поверхности позволяют отдалять предметы, что делает их незаменимыми в качестве зеркал заднего вида в машине.
- Различное оптическое оборудование также работает благодаря рассмотренным принципам. Сюда относится все – от очков, которые встречаются везде, до мощных телескопов с выпуклыми линзами или микроскопов, применяемых в медицине и биологии.
- Аппараты УЗИ также используют рассматриваемый принцип. Ультразвуковое оборудование позволяет проводить точные исследования. Рентгеновские излучение распространяется по тем же принципам.
- СВЧ-печи – еще один пример применения рассматриваемого закона на практике. Также сюда можно отнести все оборудование, работающее за счет инфракрасного излучения (например, приборы ночного видения).
- Вогнутые зеркала позволяют фонарикам и светильникам повысить характеристики. При этом мощность лампочки может быть намного меньше, чем без использования зеркального элемента.
Закон отражения света объясняет многие природные явления, а знание его особенностей позволило создать оборудование, которое широко используется в наше время.
Задача 14
Астрономические расстояния часто выражают через время, за которое их проходит свет. Так, например, расстояние от Солнца до Земли – 1 астрономическую единицу – свет преодолевает за 499 секунд, так что это расстояние равно 499 световым секундам. Расстояние от Земли до ближайшей известной звезды, Проксимы Центавра, составляет 4,243 светового года или 1,301 парсека. Сколько тысяч астрономических единиц в парсеке? Ответ округлите до ближайшего целого.
Ответ: 206 (3 балла)
Решение: в одном парсеке 4,243 : 1,301 = 3,26 светового года. 1 год = 365,25 ⋅ 86400 = 3,16 ⋅ 107 с. Тогда 1 парсек = 3,26 ⋅ 3,16⋅107 : 499 ≈ 206 тысяч астрономических единиц.
Возможно, учащийся сразу даст правильный ответ, поскольку «опытным» олимпиадникам известно, что 1 пк ≈ 206265 а. е.
Рентгеновские лучи и гамма-лучи Вселенной
Помимо УФ с космоса приходят колебания другого электромагнитного спектра: рентгеновские лучи и гамма-лучи космоса. Наша атмосфера блокирует эти излучения, поэтому астрономы должны полагаться на телескопы в космосе, чтобы увидеть рентгеновское и гамма-излучения Вселенной.
Снимок космической рентгеновской обсерватории «Чандра» вокруг пульсара PSR B1509-58
Излучаются рентгеновские лучи из экзотических нейтронных звезд, из материала спирали вокруг черной дыры или диффузного облака газа в галактических кластерах, которые подогреваются до многих миллионов градусов. Между тем гамма-лучи имеют короткие волны и смертельны для человека. Гамма всплески – краткое мерцание гамма лучей от далеких галактик, когда звезда взрывается и создает черную дыру — относятся к числу самых энергичных единственных событий во Вселенной.
Если бы люди могли видеть рентгеновские лучи на большие расстояния, то увидели бы туманности вокруг пульсара PSR B1509-58. Это изображение космической рентгеновской обсерватории «Чандра» пульсара оставшегося после сверхновой, расположенный на удалении 17 000 световых лет.
Электромагнитный спектр описывает все длины волн — видимые и невидимые и распространяемые с разными свойствами. Чем короче длина волны тем больше частота.
С помощью телескопов, чувствительных к ряду различных длин волн спектра, астрономы получили возможность заглянуть в широкий спектр объектов и явлений во Вселенной и увидеть не только ночное небо.
Солнечные явления
Солнце представляет собой огромный газовый шар, в котором постоянно происходят сложные процессы. На видеоролике можно заметить, что на поверхности космического объекта регулярно возникают вспышки. Точная причина этих вспышек пока неизвестна, но есть предположение, что они вызваны различными изменениями в хромосфере — внешней оболочке Солнца и других звезд. По расчетам ученых, при каждом взрыве высвобождается энергия, мощностью около 100 000 миллиардов кВт/час, а это такое количество тепла, которое поступает на Землю в течение целого года.
Вспышки на Солнце в представлении художника
Также на видео можно посмотреть на впечатляющие явления, происходящие на солнечной короне — внешнем слое атмосферы звезды, которая находится выше ранее упомянутой хромосферы
Обратите внимание на так называемые протуберанцы, которые представляют собой гигантские фонтаны раскаленного газа, которые удерживаются магнитным полем звезды. Фонтаны состоят из веществ, температура которых такая же, как и у веществ из хромосферы
Но на фоне горячей солнечной короны протуберанцы — холодные и очень плотные образования. Некоторые из этих образований существуют месяцами, но большинство — движутся со скоростью около 100 километров в секунду и исчезают в течение нескольких недель.
Примерно так выглядит протуберанец
Вот еще несколько ключевых моментов видео:
- после 12:24 минуты можно заметить, что по верхней части Солнца проходит какой-то объект. Это момент прохождения Венеры по диску Солнца — событие состоялось в 2012 году;
- на 36:18 и 57:38 минутах показано прохождение Меркурия. Это самая маленькая планета земной группы, поэтому разглядеть это событие на видео довольно сложно. Лучше посмотрите этот видеоролик;
- на 6:20, 13:50, 20:25 и 44:20 минутах запечатлены самые мощные вспышки на Солнце, которые произошли за последний десяток лет.
Важно отметить, что Солнце — не бессмертный объект. Когда-нибудь с ним произойдет что-то страшное, что наверняка приведет к гибели всего человечества
О том, что случится с Солнцем в будущем, Любовь Соковикова писала — рекомендую к прочтению!
Проект STEREO — наблюдаем Солнце онлайн со спутника, солнечная активность сегодня
Что же это за оборудование? Его изобрели не кто иные, как американцы (NASA).
Здесь они опередили великую Россию, запустив проект STEREO (Solar TErrestrial RElations Observatory), который пару лет назад обеспечил нас изображением всей поверхности
Солнца в режиме онлайн. На орбиту Земли были запущены два спутника, которые носят названия Ahead и Behind
(один отстал от нашей планеты, другой опередил Землю), и сейчас они обеспечивают нас стабильным изображением светила круглые сутки. С помощью этих спутников мы можем
наблюдать за Солнцем онлайн, мы можем анализировать его поведение, смотреть за вспышками на звезде,
изучать влияние этих вспышек на магнитное поле Земли, а также прогнозировать магнитные бури.
Далее вашему вниманию изображения со спутников проекта STEREO (NASA)
Если вы хотите знать, в каком именно месте сейчас находятся спутники проекта STEREO (NASA), то изучите следующее изображение. На нем синим отмечен спутник Behind, а красный — Ahead, зеленая — Земля, желтая — Солнце.
Спектральный анализ звезд Анджело Секки
Анджело Секки, был не просто священником. Другие члены ордена Иезуитов, косились на него, как на еретика. А ведь он имел звание профессора физики и был фанатично предан астрономии.
В 1852 году, Секки возглавил ватиканскую обсерваторию. Астрономы в то время занимались тем, что составляли звездные карты и отслеживали движения светил на небосводе. Но Секки был не таков. Ему хотелось знать, что такое звезды. В обсерватории, он занялся спектральным анализом света звезд. Подсоединив к телескопу обсерватории спектроскоп, астроном-иезуит собрал спектральные характеристики более четырех тысяч звезд. Все свои наблюдения он собрал и систематизировал в книге «Звезды» в 1877 году.
Например, спектральный анализ звезды Сириус показал, что она расположена на расстоянии 8,6 световых лет от Земли и в двадцать раз ярче Солнца. В ее спектре отчетливо видна последовательность, свидетельствующая о наличии водорода. Эта звезда относительно молода. В спектре самых ярких и горячих звезд отчетливо прослеживается обилие двух самых легких элементов: водорода и гелия. По мере старения звезды остывают, а в спектре начинают проявляться наличие более тяжелых элементов.
Это открытие стало, без преувеличения, поворотной точкой в астрономии. Человек научился получать информацию о далеких звездах, изучая их свет.
Секки систематизировал данный о звездах на разных стадиях их развития и его наблюдения сделали возможным следующие. По характеру излучения звезд, человек научился определять их жизненный цикл, время из зарождения, и время гибели. Спектральный анализ раскрыл перед человеком историю жизни звезд. Вы только представьте себе! То, что начиналось, как обычный опыт в темной комнате, значительно расширило наши знания о Вселенной. Ведь рассеянный свет, достигаемый Земли через значительные расстояния, может поведать об истории мироздания.
Но этим возможности спектрального анализа не исчерпываются. Науке известно, что спектр состоит из световых волн различной длины, и, что существуют световые волны, так называемого, невидимого спектра. Спектр, от самых длинных волн, применяемых для передачи радиосообщений, до самых коротких, то есть, гамма лучей, охватывает широчайший диапазон. Широта его определяется числом, равным единице с тридцатью нулями. То есть разница между самыми длинными и короткими волнами – это все равно, что разница между массой одной единственной песчинки и массой всей воды в мировом океане. И дневной свет, то есть световые волны, доступные нашему зрению, составляют лишь малую часть этого огромного диапазона.
Исследования природы света в двадцатом веке
Исследования спектра в 20 веке еще больше приблизили человека к пониманию тайн мироздания. В инфракрасном свете видны самые холодные звезды вселенной. А радиотелескопы, работающие на самых длинных волнах, принесли весть о далеких катаклизмах. Происходит нечто невообразимое. Взрываются звезды и целые галактики. А спутники настроены на поиск коротковолнового ультрафиолета. Орбитальные обсерватории улавливают ультрафиолетовое излучение, которое не доходит до поверхности Земли. Гамма лучи обладают большой проникающей способностью. Эти исследования открывают взору человека глубинную вселенную.
Свет оказался весьма удобным инструментом для исследования и изучения Вселенной, благодаря одному из своих самых загадочных свойств. Свет ведет себя как волна. А раз это волна, то волна, в какой среде? Океанские волны перемещает сама вода. То, что мы слышим, доносят воздушные волны. В вакууме воздуха нет, значит, нет и звуков. Видим же мы все вокруг, благодаря свету Солнца, который пересек 150 миллионов километров космической пустоты. Так, что же такое свет? И как могут быть волны там, где нет ничего? Ответ на эти вопросы объяснит нам, что такое свет, и, в конечном итоге, позволит взглянуть на зарождение Вселенной.
Частью ответа на этот вопрос, стало открытие, которое перевернуло наше представление о собственном зрении. Нам кажется, что световые волны пронизывают пространство мгновенно. Но еще во второй половине семнадцатого века выяснилось, что это не так. Даже свету требуется время на перемещение в пространстве и скорость света все-таки конечна. Наука не просто определила скорость света с невероятной точностью, она зафиксировала свет в движении. Зрение человека фиксирует лишь кратчайшую вспышку света. Свет движется со скоростью 300 тысяч километров в секунду. Но знать с какой скоростью движется свет – это одно, а увидеть движение света – это совершенно другое.
Открытие скорости света имело колоссальное значение. В частности оно существенно приблизило науку к пониманию того, что такое свет.
Исследование Солнца
По данным NASA, видеоролик был сделан на основе данных, собранных космической обсерваторией Solar Dynamics Observatory (SDO). Она была выведена на орбиту нашей планеты 11 февраля 2010 года и вот уже десять лет следит за изменениями на Солнце при помощи трех научных инструментов. Самым главным из них считается камера Atmospheric Imaging Assembly (AIA), которая делает снимки небесного светила каждые 12 секунд. На данный момент инструмент получил более 425 миллионов изображений Солнца в высоком разрешении. Весь этот набор данных весит более 20 миллионов Гбайт — не удивительно, что после их объединения получился часовой фильм.
Космическая обсерватория Solar Dynamics Observatory, как и все ему подобные аппараты, предназначена для слежения за происходящими в космосе явлениями
На опубликованном видеоролике показана активность Солнца со 2 июня 2010 по 1 июня 2020 года. Можно заметить, что в некоторых моментах возникает полная темнота — это связано с тем, что между Солнцем и обсерваторией вставали Земля и Луна. Мы и наш спутник иногда заслоняли аппарату Solar Dynamics Observatory вид на самую большую звезду, поэтому она снимала, по сути, пустые кадры. Также в некоторых моментах Солнце резко уходит куда-то в сторону — представители NASA объяснили это тем, что иногда они настраивали инструменты и меняли их направление. Можно заметить, что на видео нет кадров о состоянии звезды в 2016 году, что связано со сбоями в работе инструмента AIA. Позже он был успешно починен.
Солнечный свет
1. Солнце на самом деле белое, если смотреть из космоса, так как его свет не рассеивается нашей атмосферой. С Венеры вы вообще не увидите Солнце, так как там атмосфера слишком плотная.
2. Люди биолюминесцентны благодаря реакциям обмена веществ, но наше свечение в 1000 раз слабее, чем можно увидеть невооруженным взглядом.
3. Солнечный свет может проникать на глубину океана примерно на 80 метров. Если спуститься на 2000 метров глубже, то там можно обнаружить биолюминесцентного морского черта, который заманивает своих жертв светящейся плотью.
4. Растения зеленые, так как они отражают зеленый свет и впитывают другие цвета для фотосинтеза. Если вы поместите растение под зеленый свет, оно, скорее всего, погибнет.
5. Северное и южное полярное сияние возникает, когда «ветер» от солнечных вспышек взаимодействует с частицами земной атмосферы. Согласно легендам эскимосов, полярное сияние – это души умерших, играющих в футбол с головой моржа.
6. За 1 секунду Солнце излучает достаточно энергии, чтобы обеспечить ею весь мир в течение миллиона лет.
