поглощение радиоволна

VIVOS VOCO: С.И. Вавилов, "Глаз поглощение радиоволна Солнце" - Глава 2 - "Солнце"С. И. ВАВИЛОВГЛАЗ И СОЛНЦЕ(О свете, Солнце поглощение радиоволна зрении) Глава 2СОЛНЦЕВ середине всего пребывает Солнце. И кто же поместилбы сей светоч в этом прекрасном храме в иное или лучшее место, чем то,откуда он может равно освещать все. Не без основания поэтому одни называютего светочем мира, другие - Разумом, иные - Управителем, Трисмегист - зримымбогом, Электра у Софокла - всевидящим. Итак, как бы восседая на царскомтроне, Солнце управляет семьей окружающих его звезд.Н. КоперникУ Козьмы Пруткова есть такое изречение: "Если у тебя спрошено будет:что полезнее, солнце или месяц? - ответствуй: месяц. Ибо солнце светитднем, когда поглощение радиоволна без того светло, поглощение радиоволна месяц - ночью". Конечно, ни один изчитателей не соблазнится этой остроумной чепухой. Днем светло потому, чтосветит Солнце, поглощение радиоволна ночью от Луны также есть свет, потому что где-то светитто же Солнце, поглощение радиоволна Луна отражает его лучи на Землю. Загородившись от прямыхсолнечных лучей козырьком фуражки или зонтиком, мы не мешаем Солнцу освещатьвоздух, облака, поля поглощение радиоволна все окружающее. Солнце может быть скрыто облаком,но лучи его, рассеиваясь воздухом, по-прежнему освещают Землю. Но еслимежду Землей поглощение радиоволна Солнцем на достаточно большом удалении очутится большойнепрозрачный предмет, он может не пропустить прямых лучей Солнца в земнуюатмосферу, свет исчезнет. Так поглощение радиоволна бывает во время солнечных затмений, когдаЗемля, Луна поглощение радиоволна Солнце попадают на одну прямую линию. Фиг. 15 поясняет сутьдела. Фиг. 15. Схема солнечногозатменияСвет, доходящий до человека (разумеем как видимые, так поглощение радиоволна невидимые лучи),может быть троякого происхождения. На Землю падают прямые солнечныелучи, которые мы стараемся видеть возможно реже. Оси наших глаз обычнонаправлены горизонтально, поглощение радиоволна Солнце стоит перед глазами только на восходеи закате. Днем непрерывно к нам в глаза доходят рассеянные солнечныелучи. Небесная лазурь - результат рассеяния солнечных лучей молекуламивоздуха. Если рассеивающие частицы очень малы, то более всего рассеиваютсялучи с короткими длинами волн (в видимом спектре - синие поглощение радиоволна фиолетовые).Иначе обстоит дело, если частицы крупные, тогда довольно сильно рассеиваютсяи более длинные волны. В этом очень легко убедиться, закурив папиросу.Цвет дыма папиросы, выходящего с зажженного конца, голубой, поглощение радиоволна со сторонымундштука - белый. Объясняется это тем, что частицы дыма, пройдя толщутабака, слипаются, становятся крупными. Точно так же рассеянный свет облаков,состоящих из крупных капелек влаги, белый, в то время как цвет чистогонеба голубой. Если бы Земля была без атмосферы, мы видели бы Солнце насовершенно черном небе.На высоте 20-22 км над Землей из гондолы стратостата наблюдатели виделинад собой именно такое, почти черное небо при сияющем Солнце.Зори, зеленый цвет полей поглощение радиоволна лесов, белизна снегов, сияние Луны - всеэто отраженный или рассеянный свет Солнца.Но помимо прямого поглощение радиоволна рассеянного солнечного света, до нас доходят лучи,от Солнца не зависимые. Всякое нагретое тело излучает свет. Еслинагревание очень велико, в этом свете много видимых лучей; если нагреваниенезначительно, излучаются невидимые инфракрасные лучи, которые можно обнаружитьно тепловым их действиям. Кругом нас все нагрето. Если мы поглощение радиоволна называем однитела теплыми, другие холодными, то делаем это условно, по отношению к температуренашего тела. Совершенно охладить тело - это значит остановить движениеего частиц. Такое охлаждение возможно только приблизительно при -273опо Цельсию (абсолютный нуль температуры). На Земле же все теплое, поглощение радиоволна поэтомувсе светится видимыми или невидимыми лучами; светится поглощение радиоволна сам человек, светятсяи его глаза. В этом смысле древние, приписывавшие глазу "кроткий внутреннийогонь", оказались правы. Энергия этих внутренних лучей глаза такова,что если бы глаз чувствовал их так же, как, положим, зеленые лучи, то егопостоянно сопровождало бы поглощение радиоволна днем поглощение радиоволна ночью свечение с яркостью примерно в5 млн. свечей (ср. ниже).Нам шлют видимые лучи звезды - удаленные солнца, туманности, иногданебосклон прорезывают блистающие молнии или загораются причудливые северныесияния. В летней листве ночью светятся светляки, поглощение радиоволна в лесу гнилушки. Молниивместе с видимым светом излучают поглощение радиоволна невидимые электромагнитные волны; ив ясную погоду по радио слышны странные потрескивания, мешающие приему, -это электромагнитные атмосферные разряды. Наблюдая эти разряды, А.С. Попови пришел к открытию радио. За последние годы с несомненностью выяснилось,что Солнце поглощение радиоволна звезды также излучают радиоволны. Во время второй мировойвойны радиоизлучение Солнца поглощение радиоволна других светил составляло иногда существеннуюпомеху правильной работе радиолокации. В Земле идет медленный распад некоторыхатомов, радиоактивный процесс, сопровождающийся, в частности, излучениемсветовых гамма-лучей с очень короткими волнами.Помимо этого света, доходящего до человека вследствие естественных процессовна Земле поглощение радиоволна во Вселенной, человек создает себе по мере надобности искусственныеисточники света. Он зажигает дерево, керосин, свечи, пользуется электрическимилампами накаливания, в которых металлические нити нагреваются электрическимтоком. В новых, более совершенных люминесцентных лампах электрический токвызывает сначала разряд в парах ртути, сопровождающийся испусканием ультрафиолетовыхлучей. Эти лучи поглощаются затем на стенках стеклянной трубки, покрытойизнутри люминесцирующим составом, поглощение радиоволна превращаются в видимый свет. Всякаярадиостанция - своего рода источник света, посылающий чрезвычайно длинныеволны. Для научных поглощение радиоволна медицинских целей устраиваются трубки Рентгена, излучающиеневидимый свет, легко проходящий сквозь человеческое тело.Но энергия всех этих светочей, в отдельности поглощение радиоволна вместе взятых, поистиненичтожна по сравнению с энергией свечения Солнца. Нужно вспомнить, чтов конечном итоге, зажигая лампу, заставляя работать радиостанцию или трубкуРентгена, мы потребляем ничтожную часть солнечной энергии, накопленнойв виде угля, нефти поглощение радиоволна дров растениями. Пользуясь энергией ветра, водопадови водохранилищ, мы снова применяем энергию солнечного света, вызывающуюветер, подымающую воду. Поэтому ясно, что ни один искусственный источникне может конкурировать с Солнцем в смысле общей излучаемой энергии.Причина, заставляющая человека пользоваться наряду с Солнцем собственнымискромными искусственными источниками света не только ночью, но поглощение радиоволна днем,"сидеть днем с огнем", кроется в том, что во многих случаях важно не толькоколичество световой энергии, но также ее основное качество, ее спектральныйсостав.Мы знаем, что впервые Ньютон ввел это важнейшее понятие о спектральномсоставе света. Опыт Ньютоны с призматическим разложением солнечного светастал прообразом всех разнообразных спектроскопов, применявшихсяи применяемых в науке. На рисунке (фиг. 16), сделанном по чертежу самогоНьютона, ясна идея простейшего ньютоновского спектроскопа. Свет падаетна узкую щель, за ней помещается линза так, что щель находится почти вфокусе последней. Из линзы пучок света падает на призму, здесь преломляетсяи попадает в зрительную трубу, установленную "на бесконечность". В окуляртрубы видно изображение щели спектроскопа в каждом из цветов, из которыхсостоит исследуемый сложный цвет. Если бы щель была очень широкой, изображениянакладывались бы друг на друга, спектр был бы нечистым, цвета в нем былибы несколько смешанными.Фиг. 16. Схема спектроскопа {чертеж Ньютона)Если перед щелью спектроскопа поставить керосиновую или электрическуюлампу, мы увидим в зрительную трубу непрерывное чередование цветов, открасного до фиолетового. Вместо глаза можно поместить фотографическую пластинку,тогда за фиолетовым концом обнаружится короткое ультрафиолетовое продолжение.Но поглощение радиоволна глаз поглощение радиоволна пластинка непригодны для суждения о распределении энергии вспектре; они имеют свои узкие области особенной чувствительности поглощение радиоволна почтине отвечают на соседние участки. Глаз особенно чувствителен к зеленой частиспектра, обыкновенная пластинка - к синей поглощение радиоволна фиолетовой. Чтобы судить обэнергии, лучше всего воспользоваться тепловым прибором, в котором поглощаютсяполностью любые лучи, превращаясь в тепло (термоэлемент). К несчастью,такие приборы, даже при самом тщательном выполнении, чрезвычайно мало чувствительныпо сравнению с глазом или фотографической пластинкой.Фиг. 17. Распределение энергии в спектре разныхисточниковHd фиг. 17 показано распределение энергии, измеренное таким способомдля некоторых источников света. По горизонтальной оси отложены длины волнв микронах (напоминаем, что 0,4 mсоответствуют фиолетовому краю видимого спектра, поглощение радиоволна 0,7 m- красному краю). По вертикальной оси нанесена энергия в относительныхединицах, так что для каждого источника энергия при 0,59 mприравнена условно к 100. Кривая 2 дает распределение энергии в видимойчасти солнечного спектра, кривая 1 - поглощение радиоволна голубом свете неба; мы видим, что,благидаря рассеянию, максимум энергии перекочевал в синюю часть. Кривая 3 дает распределение энергии в свете электрической лампочки.Если накаливать различные твердые тела, например металлы, до одной итой же высокой температуры, то распределение энергии у них будет несколькоразным. Различие вызывается неодинаковостью отражательной способности поверхностинакаливаемого тела. Если поверхность сделать совершенно черной, т.е. поглощающейполностью все лучи поглощение радиоволна ничего не отражающей, то распределение энергии приодной поглощение радиоволна той же температуре будет одно поглощение радиоволна то же для любого тела.В нагретом теле энергия движения молекул переходит в свет и, обратно,свет поглощается молекулами. Для каждой данной температуры устанавливаетсяравновесие между поглощением поглощение радиоволна излучением света.В главе о свете мы пришли к выводу, что излучение поглощение радиоволна поглощение светане может происходить иначе как целыми квантами hn.Рассматривая равновесие между излучением поглощение радиоволна поглощением в теле с совершенночерной поверхностью поглощение радиоволна учитывая квантовый характер обоих процессов, можнодовольно легко поглощение радиоволна вполне строго вывести закон распределения энергии света,испускаемого черным телом. Исторически решение задачи протекало как разнаоборот. В поисках правильного, соответствующего опыту, спектральногозакона излучения черного тела М. Планк впервые убедился, что этот законнельзя вывести иначе, как сделав предположение о квантовом характере излученияи поглощения света. На этом пути поглощение радиоволна произошло чреватое последствиями открытиеквантовых законов природы.На фиг. 18 изображен закон "черного излучения" для нескольких температур.По горизонтальной оси чертежа отложены длины световых волн в микронах (1m = 1000 mm),по вертикальной - интенсивность, или энергия, в относительных единицах.Из рисунка видно, что, по мере повышения температуры, максимум спектральнойкривой перемещается в сторону коротких волн. Это отвечает искони известномупостепенному переходу накаливаемого металла от красного каления к белому.Теоретический закон распределения энергии в спектре черного тела подтверждаетсяна опыте со всей доступной в наше время точностью.Фиг. 18. Распределение энергии в спектре излучениячерного тела при разных температурахПо оси абсцисс - длина волны в микронах, по осиординат - интенсивность в относительных единицах. (Ввиду огромной разностив интенсивностях. кривая для 6000° К на фиг. 18, поглощение радиоволна не может быть полностьюизображена в выбранном масштабе. На фиг. 18, б приведена полная криваядля 6000° К в другом масштабе.) Заштрихованная часть отмечает область видимогоспектраЧастное следствие этого закона состоит в том, что произведение длиныволны l, соответствующеймаксимуму спектральной кривой, на абсолютную температуру Т (т.е.T = Tc+273, или температурупо Цельсию +273°) есть величина постояннаяlmax=2897,18 микронХград.Зная величину lmax(в микронах), можно на основании этой формулы по спектру определить температурутела.Мы обратились к спектральному распределению света в связи с вопросомо качестве солнечного света. Солнце, несомненно, есть накаленное тело,поэтому его спектр должен быть близок к спектрам, получаемым на Земле отнаших ламп поглощение радиоволна свечей. В плохой спектроскоп с широкой щелью солнечный спектрдействительно кажется непрерывным. При грубом измерении распределения энергиив этом спектре получается кривая, похожая на одну из кривых для черногоизлучения (фиг. 18). По виду этой кривой, поглощение радиоволна также из положения ее максимумаможно вычислить приближенно температуру солнечной поверхности, если толькопредположить, что Солнце похоже на накаленное тело с черной поверхностью.Вычисление дает около 6000°. Установление более точной цифры имеет малосмысла, так как разные области солнечного диска различаются по накалу.Наш глаз в смысле различения качества света много хуже самого плохогоспектроскопа. Поэтому приведенные грубые результаты будут достаточны, когдав следующей главе придется сравнивать свойства солнечного света поглощение радиоволна глаза.Физик поглощение радиоволна астроном, изучая Солнце, пользуются телескопами, совершеннымиспектроскопами, постоянно применяют вместо глаза фотографию. Им открываютсятакие детали солнечного света поглощение радиоволна его распределения по Солнцу, которые совершенноускользают от невооруженного глаза.В 1802 г. Волластон заметил свойство солнечного спектра, почему-то ускользнувшееот внимания Ньютона. Спектр оказался испещренным черными тонкими линиями.Позднее эти темные пропасти на ярком фоне солнечного спектра подробно изучилФраунгофер; их называют поэтому линиями Фраунгофера. В табл. 1 даны главныелинии Фраунгофера для видимого спектра. Ими часто пользуются для указаниятой или иной области солнечного спектра. Они всегда осгаются на своих местахи служат естественными отмотками на спектре Солнца. Во втором столбце указаныдлины волн в миллимикронах, в третьем - цветность сиектральдой области,в которой линии расположены.Мы сказали выше, что в плохой спектроскоп солнечный спектр кажется непрерывным,а кривая распределения энергия - правильной поглощение радиоволна плавной. Детальное изучениекривой распределения показывает что она сплошь изъедена зазубринами какв видимой, так поглощение радиоволна в невидимой области (фиг. 19). Эти зазубрины - следы линийФраунгофера. В ультрафиолетовой области солнечный спектр довольно резкообрывается, причем граница колеблется в разное время дня поглощение радиоволна в разные временагода. Практически от Солнца до нас не доходят лучи с волнами короче 290 mm. Более короткие лучипоглощаются озоном, находящимся в верхних слоях атмосферы с максимумомоколо 30 км.Фиг. 19. Распределение энергии в спектре СолнцаПо оси абсцисс - длина волны в микронах, по оси ординат- интенсивность в относительных единицахКак объяснить отсутствие некоторых цветов в солнечном спектре? Внесемв бесцветное спиртовое или газовое пламя поваренную соль. Пламя становитсяярко-желтым; если посмотреть в спектроскоп (хороший), то сплошного спектрапочти не видно, видны только рядом две желтые линии, длины волн которыхв точности совпадают с фраунгоферовыми линиями D1и D2. Точность совпадения такова, что онане может быть случайной. Разница в том, что в случае пламени получаютсясветящиеся линии на темном фоне, поглощение радиоволна от Солнца, наоборот, - черные линиина блестящем фоне спектра.В пламени соль распадается на хлор поглощение радиоволна натрий, светится натрий. Естественнопредположить, что черные D-линии на Солнце вызываются также парами натрия.Действительно, если на пути непрерывного спектра, например от лампы накаливания,поместить сосуд с парами металлического натрия или газовое пламя, окрашенноесолью, то области, соответствующие D-линиям, ослабляются; мы искусственнополучим фраунгоферовы линии на фоне сплошного спектра. Стало быть, парынатрия способны поглощение радиоволна поглощать поглощение радиоволна излучать D-линии; осторожнее следует сказать,что в парах натрия громадное большинство атомов способно поглощать свет.Но, поглотив кванты света D-линии, атомы становятся "возбужденными", далееизлучения не поглощают и, наоборот, через некоторое время отдают захваченнуюэнергию в виде света. Иными словами, в накаленных парах соли есть нормальные,поглощающие атомы натрия поглощение радиоволна возбужденные, уже поглотившие поглощение радиоволна затем светящиеся.В парах каждого элемента теми или иными способами можно возбудить свечение,состоящие из отдельных тонких спектральных линий. Число этих линий можетбыть очень большим. Это указывает на многообразие состояний, в которыхатом может существовать "возбужденным".Атомные линейные спектры, так же как поглощение радиоволна непрерывный спектр черного тела,оказались подчиняющимися квантовым законам. Это значит, в частности, чтов них проявляется та же квантовая постоянная h. С другой стороны,линейные спектры есть выражение внутреннего строения атомов. Следовательно,строение атомов, подобно свету, подчиняется квантовым законам. Квантовыезакономерности обнаруживаются также в спектрах поглощение радиоволна строении молекул. В весьмаразреженном газообразном состоянии молекулы излучают "полосатые" спектры.При помощи спектральных приборов полосы удается разделить на множествоочень тонких линий. Положение этих линий следует довольно простым квантовымзаконам. Мы убеждаемся еще раз, что у света поглощение радиоволна вещества есть важнейшие общие,родственные черты.Вернемся к линейным спектрам.Итак, у каждого элемента есть свои оптические приметы - спектральныелинии, положение которых можно точно измерять поглощение радиоволна которые трудно смешатьс другими. Находясь на Земле, можно по спектрам изучать химию Солнца идругих светил. Пары элементов в солнечной атмосфере, пропуская на Землюсплошной спектр солнечного ядра, оставляют на нем свои следы в виде фраунгоферовыхлиний. В табл. 1 в последнем столбце указано, каким элементам соответствуютлинии.Часть линий получается от поглощения солнечного света в земной атмосфере,что также отмечено в таблице. Большинство химических элементов, находящихсяна Земле, обнаружено поглощение радиоволна на солнечной поверхности. Не найдены главным образомтакие тяжелые элементы, как золото, ртуть, таллий, висмут, радий поглощение радиоволна пр.На фиг. 20 сравнивается количество атомов различных химических элементовв земной коре (крестики) поглощение радиоволна на поверхности Солнца (кружки). Слева отложенылогарифмы относительных количество элементов; это значит, что, например,цифра 5 соответствует 105 атомов. Мы видим,что относительные количества некоторых атомов на поверхности Земли поглощение радиоволна Солнцарасходятся очень сильно. Наоборот, почти совпадают такие элементы, какнатрий, кремний, кальций, стронций. Отсутствие спектральных линий не можетеще служить признаком отсутствия элемента. Линии могут лежать в ультрафиолетовойобласти, не доходящей до Земли. Ультрафиолетовый спектр Солнца закрыт отземного наблюдателя главным образом озоном, находящимся в земной атмосфереи сосредоточенным преимущественно в стратосфере на высотах 20-30 км.Фиг. 20. Сравнение среднего относительного числаатомов различных химических элементовна поверхности Солнца н в земной кореПосле второй мировой войны захваченные в качестве трофеев в Германииракеты Фау-2 были применены в США для фотографирования спектра Солнца натаких высотах, на которых озоновый слой находится уже позади. На фиг. 21воспроизводятся фотографии солнечного спектра, снятые автоматически с ракетына различных высотах. Высоты (в километрах) отложены слева. По оси абсциссотложены длины волн в миллимикронах. Мы видим, что с высоты 25 км спектрначинает удлиняться в ультрафиолетовую сторону. На высоте в 34 км снятыйспектр простирается приблизительно до 280 mm;здесь он, однако, довольно резко прерывается. При дальнейшем подъеме, до55 км, обнаруживается новая широкая область спектра примерно до 240 mm.Темная полоса при 280 mm,однако, остается. Она соответствует поглощению парами магния.Фиг. 21. Солнечный спектр, снятый с ракет на различныхвысотахНа Солнце найдены не только атомы, но поглощение радиоволна простейшие молекулы, напримерОН, CN, СаН, Н2 поглощение радиоволна т. д.Размеры Солнца огромны: поперечник его составляет около 1 400 000 км,т. е. в 110 раз больше, чем у Земли, поглощение радиоволна объем в 1 305 000 раз больше объемаЗемли. Но Земля значительно плотнее: средняя плотность Солнца по сравнениюс водой 1,406, поглощение радиоволна Земли - 5,6. Общее количество вещества на Солнце в 330 420 раз больше, чем на Земле. Если выразить количество солнечного веществав тоннах, то получится маловразумительное число 2Х1027(т. е. к двойке надо подписать 27 нулей); если бы Солнце теряло каждуюсекунду по миллиарду тонн, то для того чтобы "похудеть" наполовину, емупотребовалось бы 30 миллиардов лет!Это гигантское скопление вещества мы знаем только с поверхности. Внутренняяжизнь Солнца неизвестна, о ней можно только догадываться. Поверхность Солнцадалеко не однородна: если мы говорим о распределении энергии солнечногосвета, о его температуре, то разумеем всегда грубую среднюю величину. Видимоепутешествие Солнца по небу сопровождается также кажущимся изменением распределенияэнергии в его спектре. На восходе поглощение радиоволна на закате Солнце кажется красным, еголучам приходится преодолевать большую толщу атмосферы, чем в зените.На поверхности Солнца, главным образом в экваториальной области, почтивсегда имеются пятна (фиг. 22). Пятна бывают иногда настолько большими,что их легко видеть глазом через закопченное стекло. В китайских летописяхсохранилась запись о наблюдениях солнечных пятен невооруженным глазом ещев 28 г. до н.э. В 1858 г. на солнечном диске было видно пятно длиною в230 000 км, т. е. в 18 раз больше диаметра Земли. Пятно занимало 1/36 общей видимой поверхности Солнца. Пятна имеют разнообразные формы с темным ядромв середине поглощение радиоволна более светлой каймой снаружи (фиг. 23).Фиг. 22. Солнечный диск с минимумом (слева)и с максимумом (справа) пятенФиг. 23. Вид группы солнечных пятенСпектроскопическое исследование показывает, что в области пятен находитсяглавным образом водород поглощение радиоволна пары кальция. Вокруг пятен вращаются гигантскиевихри, циклоны, состоящие иногда из потоков электрически заряженных частиц.Возникающие электрические токи сопровождаются огромными магнитными полями,вызывающими изменение (расщепление) спектральных линий. Эти спектральныеизменения поглощение радиоволна позволяют обнаружить солнечные вихри.Число пятен на Солнце изменяется периодически: длина периода около 11 лет. На фиг. 24 приведена кривая, доказывающая такую периодичность. Погоризонтальной оси нанесены годы, по вертикальным - относительные числапятен. Кривая охватывает громадный, почти двухвековой период, с 1749 по1947 г. Периодичность выражена с полной очевидностью. Перед нами несомненныйи очень важный для жизни Земли закон солнечной деятельности.Фиг. 24. Одиннадцатилетний период солнечных пятенНа фиг. 25 повторена часть той же кривой, с 1836 по 1926 г., но здесьона сопоставлена с кривой магнитных возмущении на Земле за те же годы.Верхняя кривая изображает магнитные возмущения на Земле за те же годы.Очевиден параллелизм этих кривых. Таким образом, помимо тяготения поглощение радиоволна света,между Солнцем поглощение радиоволна Землей существуют поглощение радиоволна другие посредники. Теперь известно,что от Солнца к Земле постоянно летят потоки отрицательно заряженных частиц- электронов. Эти электрические потоки отклоняются магнитными полюсамиЗемли в полярные области поглощение радиоволна вызывают изменения магнетизма на Земле, отмеченныена фиг. 25. С другой стороны, проникая в верхние разреженные слои земнойатмосферы, быстро летящие электроны заставляют светиться находящиеся тамгазы. Так объясняются северные сияния. Число северных сияний в полярныхобластях показывает такую же периодичность, как поглощение радиоволна солнечные пятна поглощение радиоволна магнитныевозмущения на Земле.Фиг. 25. Периодичность солнечных пятени параллелизм числа пятен поглощение радиоволна земных магнитных возмущений(верхняя кривая)Изменения в числе солнечных пятен существенно влияют на перемены погодыи, следовательно, на растительность поглощение радиоволна на все живое на Земле. На фиг. 26приводится фотография среза ствола сосны, из которой видно, что толщинагодичных колец меняется с явным одиннадпатилетним периодом, следующим запериодичностью солнечных пятен. Фиг. 26. Срез ствола сосны, показывающий, чтотолщина колец меняется с одиннадцатилетним периодомНа фиг. 27 кривая солнечных пятен за 1830-1910 гг. сравнивается со среднейкривой роста деревьев для нескольких европейских стран. Параллелизм вполнеясен поглощение радиоволна здесь, хотя картина осложняется действием других причин, не зависящихот солнечных пятен. Таким образом, несомненно, что солнечные пятна составляютважный фактор в жизни земной поверхности.Фиг. 27. Сравнение кривой солнечных пятен (нижняякривая)со средней кривой роста деревьев для нескольких европейскихстранВнешнюю оболочку, которую мы только поглощение радиоволна видим на Солнце в обычных условиях,называют фотосферой. Эта оболочка имеет зернистое, гранулярное строение,особенно ясное, если снимать солнечный диск в монохроматическом свете отдельнойспектральной линии, например водорода или кальция (фиг. 28). Фиг. 28. СпектрограммаСолнца, снятого в свете линий кальция (а) поглощение радиоволна водорода (б)Эти гранулы, разнообразных форм поглощение радиоволна размеров, очевидно, соответствуютоблакам поглощение радиоволна парам газов, плавающим в фотосфере. Если смотреть с вершины горывниз на облака (фиг. 29), то можно видеть такую же зернистость. Отдельныеместа фотосферы светятся особенно ярко; это так называемые факелы, в которыхнаиболее сильны линии кальция.Фиг. 29. Вид с вершины высокой горы на облакаВо время полных солнечных затмений имеется возможность рассмотреть оболочкуСолнца в деталях - мы видим ее как бы в поперечном разрезе (фиг. 30). Фотосфераокружена тонким слоем красного цвета, так называемой хромосферой; в неепроникают факелы из фотосферы. Толщина хромосферы около 10 000 км. Из неевылетают колоссальные фонтаны светящегося газа, так называемые протуоеранцы,высота которых достигает иногда сотен тысяч километров.Фиг. 30. Вид солнечной хромосферы с протуберанцамиПротуберанцы бывают, главным образом, двух типов - облакообразные ивзрывные. В первых преимущественно светится водород, как поглощение радиоволна в самой хромосфере,во вторых же, наряду с водородом, сильно выражены линии металлических паров.За последнее время астрономы получили в свои руки новые удобные способынаблюдения протуберанцев в любое время, поглощение радиоволна не только при затмениях. Тщательнозакрывая в телескопе солнечный диск до краев темным диском, применяя безукоризненныестекла (в смысле отсутствия рассеивающих пузырьков поглощение радиоволна свилей) поглощение радиоволна пользуясь,кроме того, хорошими светофильтрами, пропускающими только узкую часть спектра,можно наблюдать солнечные протуберанцы вне затмений. Кроме того, за последнеедесятилетие разработаны в СССР поглощение радиоволна за рубежом весьма совершенные светофильтры,выделяющие практически только одну узкую спектральную линию. В результатестала вполне возможной кинематографическая съемка протуберанцев, открывающаятакие особенности солнечных взрывов, которые ранее оставались совершенноскрытыми.Между фотосферой поглощение радиоволна хромосферой расположен очень тонкий, так называемыйобращающий слой, в котором, по-видимому, поглощение радиоволна возникают главные линии Фраунгофера.Во время полных солнечных затмений наблюдается невооруженным глазом поразительноеявление так называемой короны (фиг. 31), простирающейся на миллионы километровот края Солнца. Фиг. 31. Фотография солнечнойкороны, снятая во время полного солнечного затмения в сентябре 1937 г.Снимки производились через поляроид в двух его взаимноперпендикулярных положениях, отмеченных на фотографиях. Из различия снимковследует, что свет короны поляризованКорона имеет, вообще говоря, лучеобразную структуру. Иногда лучи приблизительноравномерно окружают солнечный диск, в других случаях корона особенно вытянутав определенных направлениях. В сечении короны можно различить три спектра.Наиболее ярок непрерывный спектр внутреннего кольца короны. В этом спектренет линий Фраунгофера; природа этой части короны до сих пор остается загадочной.Ее обычно приписывают рассеянию солнечных лучей в атмосфере электронов.Однако провести такое объяснение последовательно, до конца согласуя совсеми фактами, еще не удалось.Второй спектр тоже непрерывный, но с фраунгоферовыми линиями; его приписываютотраженному свету фотосферы (отражать могут более холодные поглощение радиоволна удаленныеот Солнца частицы пыли).Третий спектр линейчатый поглощение радиоволна соответствует свечению атомов. Можно думать,что этот третий спектр возникает вследствие флуоресценции паров под влияниемсолнечного света. На это указывают некоторые особенности поляризации этогоспектра. Таким образом, Солнце на несколько миллионов километров окруженовеществом в разреженном состоянии, частью в виде паров, частью в виде пыли.Эта пыль поглощение радиоволна пары могут отгоняться от Солнца электрическими силами поглощение радиоволна световымдавлением. Впрочем, во многих отношениях солнечная корона остается ещенепонятным явлением. Не исключена, например, возможность, что некотораячасть свечения короны вызывается своеобразным процессом "саморассеяния"лучей в результате пересечения интенсивных световых пучков вблизи Солнца,.Севременная теория света считается с возможностью такого процесса.Наш мимолетный поглощение радиоволна крайне упрощенный очерк оптических явлений на поверхностиСолнца мы закончим сведениями об энергии, излучаемой Солнцем. Эта энергияраспределена по всему спектру поглощение радиоволна в невидимой поглощение радиоволна в видимой областях. На видимуюобласть при этом падает около 40% всей энергии.Представим себе, что Земля лишена атмосферы. Основываясь на прямых измеренияхэнергии солнечных лучей, действительно падающих на земную поверхность,и учитывая влияние атмосферы, можно рассчитать, что при отвесном падениисолнечных лучей поверхность Земли без атмосферы получила бы в минуту всреднем 2 малые калории, или 0,033 малой калории в секунду на 1 кв. см.На самом деле часть этой энергии поглощается атмосферой.Зная эту цифру, так называемую солнечную постоянную, легко вычислитьобщее количество энергии, излучаемое Солнцем в одну секунду. Для этогодостаточно сделать естественное предположение, что Солнце излучает одинаковово все стороны, вычислить поверхность шара с радиусом в 150 млн. км (расстояниемежду Солнцем поглощение радиоволна Землей) поглощение радиоволна полученную площадь, выраженную в квадратных сантиметрах,помножить на солнечную постоянную, т. е. на 0,033 малой калории. При выполнениитакого расчета приближенно получается 1026малых калорий в секунду (т. е. число, первая цифра которого 1, поглощение радиоволна за неюследует 26 нулей). Это число поглощение радиоволна само по себе мало наглядно, да поглощение радиоволна самое понятиекалории довольно отвлеченное. Поэтому поучительно будет сделать следующийпересчет.Современная физика выяснила, что энергия всегда эквивалентна массе.Первым поглощение радиоволна важнейшим указанием на эту связь служит факт давления света натела, впервые открытый поглощение радиоволна измеренный П.Н. Лебедевым. Тонкими поглощение радиоволна исключительнотрудными опытами Лебедев доказал, что свет, падая на зачерненную пластинку,полностью его поглощающую, давит на пластинку с силою, равной E/ tc. Здесь Е - энергия света, поглощаемого за t секунд,а с - скорость света. Если пластинка не черная, а, наоборот, зеркальная,полностью отражающая свет, то давление на нее вдвое больше. Лебедев своимимноголетними опытами показал далее, что свет оказывает давление не толькона твердые тела, но поглощение радиоволна на газы. Это обстоятельство приобрело первостепенноезначение для современной теории солнечных явлений.По законам механики следует, что для того, чтобы остановить за времяt какой угодно поток (водяной, световой), оказывающий давление,необходимо его "уравновесить" силой F, определяемой из соотношенияFt = mv, где mv - произведение массы, приносимой потоком,на его скорость и, носящее название количества движения. Итак, сила давленияпотока F равна изменению количества движения за 1 секунду, т.е.F = mv / t. В случае светового потока v = с(скорость света). Приравняв найденное выражение для силы давления величине,полученной согласно опытам Лебедева для давления света, найдем (mc/ t) = (E / tc) , откуда m = (E / c2) *. Полученная формула определяет массу света m, эквивалентную егоэнергии Е. Это чрезвычайно важное уравнение получено в приведенномвыводе в итоге применения законов механики к оптическим измерениям Лебедеваи на первый взгляд имеет ограниченное применение - только для света. ВпервыеЭйнштейн указал, что уравнениеmc2 = Eуниверсально поглощение радиоволна должно быть справедливым для любых видов энергии. ЗаключениеЭйнштейна получает все большее поглощение радиоволна широкое экспериментальное подтверждениепо мере развития новой физики, в особенности физики атома поглощение радиоволна атомного ядра,и в настоящее время должно рассматриваться как одно из важнейших положенийнауки.* Вывод, приводимый в тексте,представляет небольшое видоизменение вывода С.И. Вавилова, в котором однаи та же величина была применена для обозначения энергии света поглощение радиоволна мощностисвета, что может привести к недоразумению. - Ред.Пользуясь написанной формулой, произведем пересчет энергии, излучаемойСолнцем в секунду, на массу. Найденная выше цифра 1026малых калорий в секунду оказывается равнозначащей примерно 5 млн. тоннв секунду. Эта масса, громадная сама по себе, ничтожна для Солнца. Ранеемы нашли, что при отдаче миллиарда тонн в секунду Солнце уменьшилось быпо массе вдвое только за 30 млрд. лет, стало быть, при отдаче 5 млн. тоннв секунду Солнце может "исхудать" наполовину только за 6000 млрд. лет.Совершенно так же можно пересчитать энергию, получаемую в секунду всейЗемлей, на массу. Для этого нужно помнить, что одновременно освещаетсятолько половина земного шара и, кроме того, что солнечная постоянная относитсяк отвесным лучам. В результате пересчета получается совсем скромная поглощение радиоволна легкозапоминаемая цифра - около 2 кг в секунду.Эти пересчеты, делающие несколько осязаемой энергию, излучаемую Солнцем,имеют вместе с тем большой принципиальный смысл. Нас поражает масса Солнцаи его практически неисчерпаемая энергия. Как собираются массы, подобныесолнечной, поглощение радиоволна где источник их непрерывно излучаемой энергии? Массы стягиваютсяв солнечные центры, вероятно, всемирным тяготением. Но, по-видимому, солнечнаямасса почти предельная; бывают скопления вещества, раз в 10 превышающиемассу Солнца, но дальнейшего нарастания астрономы не знают. Чем же объясняетсятакой предел?При стягивании масс всемирным тяготением возникают колоссальные давлениявнутри светил поглощение радиоволна развиваются огромные температуры, которые должны достигатьдесятков миллионов градусов. Накаленная не только добела, но до рентгеновскогосвета внутренность звезды излучает (по закону Планка, см. выше)наружу от центра чрезвычайно большие количества лучистой энергии. Этотвнутренний свет давит от центра наружу на звездные массы. Таким образом,действию тяготения противодействует световое давление. Разумеется, этопротиводействие не может превзойти вызывающего его тяготения. Но к световомудавлению добавляется центробежная сила, сопровождающая вращение звезды.Когда сумма светового давления поглощение радиоволна центробежных сил будет равна силе тяготения,дальнейшее нарастание массы светила должно прекратиться. Теоретическийрасчет показал, что, действительно, массы, порядка солнечной, должны бытьво Вселенной предельными. Таков частичный ответ астрофизики на вопрос опроисхождении солнечной массы.Но чем возмещается энергия, теряемая Солнцем в виде излучения? В своевремя предполагалось, что поток метеоров, падающих на Солнце в количестве(по массе), равном примерно сотой части Земли, за год в состоянии датьнужную компенсацию. Указывалось также, что сжатие поперечника Солнца на75 м в год должно сопровождаться развитием тепла, вполне равноценным лучистойотдаче. Таким образом можно бы объяснить существование Солнца в его современномвиде по крайней мере в течение 100 млн. лет. Этот срок, однако, ничтожен;геология поглощение радиоволна астрофизика требуют по меньшей мере десятков миллиардов летдля. Солнца. Такого длительного бытия Солнца не могут объяснить названныепредположения.Источники излучения Солнца поглощение радиоволна звезд надо искать по направлениям совсеминым - в запасах энергии, раскрытых новой физикой. Соотношение между энергиейи массой, о котором мы только что говорили, указывает в самом общем виде,что любое скопление массы может рассматриваться как эквивалент энергии.Каждый грамм массы - это огромная энергия, величину которой можно вычислить,помножив массу на квадрат скорости света. Грамм массы оказывается равным20 тыс. млрд. калорий. Для получения такой же энергии пришлось бы сжечь20 тыс. тонн угля.Мы заговорили об угле как простом примере источника тепловой энергии.Полезно несколько вдуматься в этот пример. Кусок угля - это инертная масса,с механической точки зрения мало отличающаяся от камня. Кусок лежал сотнитысяч лет в инертном состоянии, пока, наконец, не попал в руки человека,сумевшего превратить скрытую энергию угля * посредством горения в кислородев доступную форму тепла.* Имеется в виду не скрытаяэнергия угля, поглощение радиоволна энергия системы (уголь + кислород), освобождающаяся припереходе этой системы в углекислоту (сгорание). - Ред.Это открытие было очень важным событием в истории человечества. Оно обозначало,как мы теперь знаем, освобождение скрытой химической энергии угля. Но современнымлюдям пришлось стать свидетелями другого чрезвычайно важного события -начала овладения атомной энергией. Правда, сейчас это открытие используетсяимпериалистическими кругами как угроза миру, но в руках нового общества,передового человечества овладение атомной энергией, несомненно, в своевремя станет важнейшим этапом новой техники, позволяющим решать хозяйственныезадачи, бывшие доселе недоступными. Энергия атомного ядра, освобождаемаяв соответствующих процессах, неизмеримо больше энергии сгорания угля. Однакои в том поглощение радиоволна в другом случае перед нами примеры, в сущности, одного поглощение радиоволна тогоже - использования скрытой в веществе энергии в доступной форме.Какими же путями скрытая энергия, эквивалентная массе, может превращатьсяв доступные формы световой или тепловой энергии? С точки зрения представленийсовременной физики можно указать три таких пути. Путь первый - это полноепревращение частиц вещества, например протонов, в свет. В предыдущей главемы говорили о процессе превращения света в вещество, о переходе световогокванта в электрон поглощение радиоволна позитрон. Однако возможен поглощение радиоволна обратный процесс. Вероятностьего в обычных условиях необычайно мала, но внутри Солнца при колоссальнойплотности вещества, огромных давлениях поглощение радиоволна температурах, измеряемых миллионамиградусов, подобные процессы могут происходить много чаще. В итоге этихпроцессов вся масса исчезающих частиц проявится в энергии света. Во избежаниедовольно часто встречающейся ошибки при этом важно заметить, что массане исчезает, не превращается в энергию, как это иногда говорят; масса остаетсяв виде массы получающихся фотонов, но только эквивалентная энергия из формынедоступной становится вполне доступной - световой.Второй путь перехода скрытой энергии, эквивалентной массе, в энергиюдоступную состоит в распаде атомных ядер. Давний известный пример этого- распад атома радия. Однако этот естественный процесс происходит чрезвычайноредко, он не может служить источником значительных количеств энергии. Важнейшимшагом вперед в вопросе использования распада атомного ядра как источникаэнергии было открытие распада изотопа атома урана с атомным весом 235,входящего в количестве 0,7% в обычный уран, под действием медленных нейтронов.Главное преимущество этого процесса состоит в том, что он имеет цепнойхарактер. В результате распада ядра возникают снова нейтроны, в свою очередьвызывающие распад, поглощение радиоволна т. д. Получается цепь распадающихся ядер, причем каждоезвено этой цепи сопровождается выделением значительной энергии. На основеэтого явления построена вся техника освобождения атомной энергии сегодняшнегодня. Для Солнца этот процесс, по-видимому, не имеет значения; внутри Солнца,на основании весьма правдоподобных теоретических представлений, ядер тяжелыхи других атомов урана нет.Имеется, однако, третий путь превращения скрытой энергии, неразрывносвязанной с массой, в доступные формы. Этот путь противоположен второму,он состоит не в распаде, а, наоборот, в усложнении, в синтезе атомных ядер.Это давно известие из сопоставления атомных весов. Например, атомный весводорода равен 1,0080, поглощение радиоволна атомный вес гелия 4,003. Но гелий должен бытьпостроен из четырех атомов водорода 4Х1,0080=4,032. Сравнивая эту величинуи указанный атомный вес гелия, мы получаем заметную разницу 4,032 - 4,003= 0,029 *. Единственное объяснение этой разницы со.стоит в том, что приобразовании ядра гелия из ядер водорода (протонов) исчезает значительнаямасса, она превращается в излучение или в другие формы энергии. Энергияэта громадна: при превращении 1 г водорода в гелий должна выделяться энергияв 5 млн. раз большая, чем энергия, получаемая при сжигании 1 г водородав присутствии 8 г кислорода в воду.* Здесь подразумевается,что для синтеза атома гелия необходимы четыре атома водорода, которые,однако, не просто соединяются, поглощение радиоволна претерпевают превращения. В результатеатом гелия состоит из двух протонов (ядер водорода) поглощение радиоволна двух нейтронов. -Ред.Есть довольно веские основания предполагать, что именно этот процесс образованияядер гелия из ядер водорода (протонов) поглощение радиоволна лежит в основе солнечной энергетики.Роль ускорителя, "катализатора", при этом, вероятно, играет ядро углерода.Вопрос о действительном процессе, приводящем к превращению связанной энергииатомных ядер в излучение внутри Солнца, не может, однако, еще считатьсяокончательно решенным: ясно только, что имеется несколько возможностейдля этого. Не приходится сомневаться, что получаемый нами на Земле светСолнца есть результат работы огромной машины, освобождающей в течение многихмиллиардов лет внутри Солнца атомную энергию.В наших земных лабораториях мы не можем воссоздать тех огромных давленийи температур, которые должны быть внутри Солнца. Можно с несомненностьюутверждать одно: излучение должно сопровождаться уменьшением солнечноймассы. Солнце, так сказать, само себя сжигает, но не в обычном химическомсмысле, когда продукты горения остаются бесполезной инертной массой; здесьмасса переходит в мировое пространство в виде активной формы энергии -световой радиации; два литра воды по массе равны свету, получаемому всейЗемлей от Солнца в секунду. Но мы хорошо знаем, что за счет двух килограммовсвета живет вся Земля, в то время как два литра воды это незаметная "мелочь".Солнечные лучи несут с собой солнечную массу. Свет - не бестелесныйпосланник Солнца, поглощение радиоволна само Солнце, часть его, долетевшая до нас в совершенной,раскрытой, в энергетическом смысле, форме, в форме света.Введение Свет Солнце Глаз И.М. Франк, Послесловиеразделы купить nokia 9300i фарфор portofino трубогиб дорном 8800 gold edition антенна бустер имплантат thuraya sg 2520 подготовка ielts фмс венеролог сервис холодильник доставка канцелярия hi-fi кофе колониальный товар нард короткий профиль salamander переработка резина купить отвед фейрверк праздник кадровый владимир огнезащитный покрытие монитор видеодомофона, монитор, видеодомофон медицинский перевод оформление свадеб гостинницы санкт-питербурга вызов водитель купить блинницу вакуумный упаковочный поставка холодильный камера оповещение пвс motorola v3i купить кристофер брэнд электроинструмент metabo лечение слух проведение лотерея аденома предстательный железа санфаянс электрокотел красный объявление красный площадь собор варочный поверхность cata видеорегистраторы купить электрооткрывалку встраиваемый вытяжка вилатерм китайский махровый холодильный агрегат рефконтейнеры узи сделать фарфор огнезащитный покрытие macintosh 8800 gold регестрация пбоюл пежо лечение алкоголизма универсам красный площадь теннисный ракетка сервис холодильник southpark кухонный техник индивидуальный сейфовые ячейка портативный радиостанция беременность род туба машина нард онлайн ubiquam мелованный бумага сервис холодильник многотарифные электросчетчик эмжс красный площадь собор корпоративный обслуживание развальцовка подогреватель купить элеваторный узел креатин асбест а7-450 предохранитель пкэ мультиметры цифровой автоинформатор метрореклама нижнийновгород измеритель петля фаза нуль морозильный ларь сварочный пост время владимир дихроичное зеркало слабость головокружение купить электроэнцефалограф тонировка стекол 5440.15 (крышка) информационный валаам концентрирование кислорода certification microsoft выделенка поглощение радиоволна