| |
 Už víc než 4 miliardy let na obloze září Slunce a po celou tu dobu část vyzařované energie dopadá i na zemský povrch. Sluneční energie je příčinou koloběhu vody a vzniku větrů, je nezbytnou podmínkou pro vznik a udržení života na Zemi. Část této energie využívaly už první rostliny a živočichové během svého života a tato energie nepřišla nazmar ani po jejich smrti. Před stovkami milionů let začala z mrtvých organismů vznikat fosilní paliva - uhlí, ropa nebo zemní plyn. Se vznikem a rozvojem průmyslu začali lidé tato fosilní paliva stále intenzivněji těžit a využívat. Bohužel velmi nehospodárně a neekologicky. Sluneční energie, miliony let shromažďovaná v uhlí nebo ropě, bude pravděpodobně během několika desítek let vyčerpána ...
Slunce je hvězda, kolem které obíhá kromě Země ještě sedm dalších planet, planetky, komety a jiné menší objekty. Samotné Slunce je obrovská žhavá koule, tvořená ze tří čtvrtin vodíkem. A právě vodík je zdrojem energie, kterou Slunce nepřetržitě vyzařuje do okolního vesmírného prostoru. Kdybychom mohli nahlédnout do nitra Slunce, spatřili bychom tam pravé peklo:
V jádru hvězdy panuje teplota kolem 14 000 000 °C a tlak přibližně 20.1010 MPa (pozemský atmosférický tlak je jen 0,1 MPa!). V těchto vskutku ďábelských podmínkách jsou všechny atomy zcela ionizovány a vodíková jádra se slučují na jádra hélia. V nitru Slunce probíhá mocná termonukleární reakce, při které se každou sekundu:
- přemění 560 milionů tun vodíku na hélium
- uvolní 3,8.1026 J energie, převážně ve formě krátkovlnného elektromagnetického záření
- zmenší hmotnost Slunce o 4 miliony tun, v souladu s Einsteinovým vztahem E =m.c2 mezi energií a hmotností
 Průřez nitrem Slunce a způsob přenosu energie (ukažte myší)
|
Termonukleární reakce v nitru Slunce
|
Uvolňování jaderné energie při slučování jader vodíku za vysoké teploty a tlaku probíhá ve třech fázích:
1. fáze
Dvě vodíková jádra se slučují na deuterium za vzniku pozitronu a neutrina.
1H + 1H = 2H + pozitron + neutrino
2. fáze
Jádro deuteria se slučuje s jádrem vodíku, vzniká izotop helia a uvolní se energie ve formě záření gama.
2H + 1H = 3He + energie
3. fáze
Sloučením dvou jader izotopu hélia vznikne jádro hélia, dvě jádra vodíku a opět se uvolní energie.
3He + 3He = 4He + 1H + 1H + energie
Další energie vzniká anihilací pozitronů a elektronů. Schématicky můžeme tyto jaderné přeměny znázornit diagramem:
Záření vzniklé při termonukleární reakci postupně proniká sluneční hmotou, až se dostane na povrch ve formě tepelného, světelného, ultrafialového a rentgenového záření. Největší podíl vyzářené energie připadá na viditelné světlo (asi 60 %), podíl dlouhovlnného tepelného záření činí asi 30 %. Zbytek vyzářené energie připadá na krátkovlnné ultrafialové a rentgenové záření. Rozložení energie odpovídá záření tělesa, rozžhaveného na teplotu zhruba 5780 K. Takovou teplotu tedy má i sluneční povrch.
|
Průměrná vzdálenost od Země:
|
149.6.106 km
|
|
Nejmenší vzdálenost od Země:
|
147,1.106 km
|
|
Největší vzdálenost od Země: |
152,1.106 km
|
|
Zdánlivá hvězdná velikost:
|
- 26,8 m
|
|
Absolutní hvězdná velikost:
|
+ 4.7 M
|
|
Poloměr:
|
695 550 km
(109 poloměrů Země)
|
|
Objem:
|
1.41.1018 km3
(1 300 000 objemu Země)
|
|
Hmotnost:
|
1.99.1030 kg
(333 000 hmotnosti Země)
|
|
Hustota:
|
1 408,9 kg/m3
(0,255 hustoty Země)
|
|
Tíhové zrychlení:
|
274,1 m/s2
(27,9 tíhového zrychlení na Zemi)
|
|
Doba rotace Slunce kolem osy: |
25,4 dní
|
|
Povrchová teplota:
|
5780 K
|
|
Teplota jádra:
|
~ 14 000 000 K
|
|
Zářivý výkon:
|
3.83.1026 W
|
|
Složení - podle hmotnosti (plazma)
|
|
Vodík:
|
73.46
%
|
|
Helium:
|
24.85
%
|
|
Kyslík:
|
0.77
%
|
|
Uhlík:
|
0.29
%
|
|
Železo:
|
0.16
%
|
|
Neon:
|
0.12
%
|
|
Dusík:
|
0.09
%
|
|
Křemík:
|
0.07
%
|
|
Magnesium:
|
0.05
%
|
|
Síra:
|
0.04
%
|
|
Sluneční energie, dopadající na Zemi
|
I když je Země od Slunce hodně daleko, připadá na každý čtvereční metr na hranici zemské atmosféry intenzita zářivé energie průměrně 1367 W. Této hodnotě se říká solární konstanta. Průchodem atmosférou se část energie odráží zpět do vesmírného prostoru, část se pohltí a rozptýlí. Zbývající část dopadá na zemský povrch a je jím pohlcena nebo odrážena. Bilance je přibližně takováto (údaje z různých pramenů se poněkud liší):
- 26 % se od atmosféry a mraků odráží do vesmíru
- 19 % je atmosférou pohlceno a zahřívá ji
- 51 % dopadá na povrch země a je jím pohlceno
- 4 % se odráží od zemského povrchu do atmosféry
Zemská atmosféra nás chrání před škodlivými účinky krátkovlnných záření. Pohlcuje prakticky veškeré záření ultrafialové, rentgenové i gama záření. Z obrázku je vidět, že až na zemský povrch se dostane jen viditelné světlo, část infračerveného záření a rádiové vlny. Ostatní druhy je možno registrovat a pozorovat teprve ve velkých výškách, například pomocí umělých družic a kosmických sond.
Na našem území dosahuje průměrná intenzita slunečního záření hodnoty kolem 620 W/m2, jen výjimečně a krátkodobě dosahuje 1000 W/m2. Snahou konstruktérů je vytvořit taková zařízení, která by zužitkovala aspoň část energie dopadajícího záření - vždyť se jedná o energii obnovitelnou a v podstatě zdarma! O metodách řešení pojednávají další dvě kapitoly programu.
|
|
