Учащимся:
  • Лабораторная работа.
    Раздаточный материал учащимся
  • Отчет о лабораторной работе
  • Учителю:
  • Методические рекомендации
  • Числа Вольфа
  • Тест
  • Интернет-ресурсы
  • Литература
  • Презентация
  • Лабораторная работа "Солнечная активность"

    Раздаточный материал учащимся





    Теория вопроса

    Солнечная активность характеризуется различными факторами. Прежде всего, это количество солнечных пятен - областей с сильным магнитным полем и более низкой температурой. Сильное магнитное поле пятна подавляет конвективные течения, приносящие энергию из недр Солнца, и поэтому газ в центре пятна остывает, температура пятна на Солнце 4000 К - 5000 К. Но полный поток энергии сохраняется, поэтому около пятна образуется яркий ореол с более высокой температурой, чем 6000 К. Солнечная активность характеризуется также солнечными вспышками, протуберанцами, корональными дырами.

    Статистика солнечных пятен сводится к подсчету числа групп пятен g и числа всех пятен f, включая в группы и одиночные пятна. По результатам подсчета вычисляется число Вольфа: W = 10g + f.

    Например, если число групп пятен g = 10 и число пятен N = 90, то число Вольфа W = 10g + N = 190.

    Если среднее число Вольфа превышает 200 единиц, а среднее количество солнечных групп было больше десяти, то такие параметры соответствуют эпохе максимума пятнообразовательной деятельности Солнца и максимальной солнечной активности.

    В июле 2000 года среднемесячный показатель числа Вольфа достиг аномальных величин, превысив 300 единиц. Последствием такой солнечной активности явилось даже наблюдения полярного сияния в Москве и Подмосковье в ночь с 15 на 16 июля 2000 года (широта 56o).

    Если угловой размер солнечного пятна составляет 17", то его линейные размеры около 12363 км, примерно равны диаметру Земли.

    Это же можно оценивать и проще. Если угловой размер Солнца около 30 минут=1800 , то угловой размер пятна, которое в сто раз меньше, имеет примерно размеры в сто раз меньше размеров Солнца. А это примерно размеры нашей Земли.



    Рис. 1. Впервые движение пятен на Солнце наблюдал Галилей в 1612 году.


    Задания лабораторной работы

    Задание № 1. Подсчитать число Вольфа W по фотографиям Солнца. Сравнить с табличными данными о числе Вольфа за 2001 и 2002 год. Сделать вывод о проявлениях солнечной активности за наблюдаемый 23 цикл солнечной активности.

    Справочные данные.

    Таблица 1.

    Число Вольфа - Визуальные среднемесячные индексы солнечной активности в 2001 году.

    Визуальные среднемесячные индексы солнечной активности Среднее по месяцам
    Месяц I II III IV V VI VII VIII IX X XI XII
    W 165.00 146.11 183.00 177.54 140.59 197.28 106.44 149.47 224.94 143.67 149.67 158.08 162.99

    Число Вольфа - визуальные среднемесячные индексы солнечной активности взять из "Солнечное обозрение" с сайта www.alexeyryback.ru/.

    Найти максимальное число Вольфа за 23 цикл солнечной активности 19 июля 2000 года по данным сайта "Солнечное обозрение".


    Рис. 2. Фотография активной области AR 9169. Сентябрь 2000 года. Диаметр пятна в AR 9169 больше чем в два раза превышает диаметры обычных солнечных пятен, но все же в полтора раза меньше диаметра пятна, которое наблюдалось на Солнце в 1947 году.

    Таблица 2.

    Число Вольфа - Визуальные среднемесячные индексы солнечной активности в 2002 году.

    Визуальные среднемесячные индексы солнечной активности Среднее по месяцам
    Месяц I II III IV V VI VII VIII IX X XI XII
    W 132.17 148.33 104.10 156.00 171.94 73.43 101.21 102.68 149.00 87.50 98.00 99.83 118.68


    Рис. 3. Пятна на Солнце в 2002 году.

    Получить фотографию Солнца в режиме реального времени с космической обсерватории SOHO soho.nascom.nasa.gov/ и определить число Вольфа на день проведения лабораторной работы.

    Заполнить таблицу отчета № 1 к заданию № 1

    N фото число групп пятен g число пятен f число Вольфа W Вывод о степени солнечной активности Вывод о совпадении с табличными числами Вольфа
    1 Сентябрь 2000         
    2 2002         
    3 Дата проведения лабораторной работы         


    Рис. 4. Сравнительные размеры Солнца и Земли. Солнце в 109 раз больше Земли.

    Задание № 2. Определить угловой и линейный размер солнечного пятна. Сравнить размеры этого пятна с размерами Земли



    Рис. 5. Крупное пятно в январе 2005 года.

    Заполнить таблицу отчета № 2

    Линейный размер Солнца Линейный размер пятна Угловой размер Солнца Угловой размер Пятна Сравнение с радиусом Земли R пятна/R
         

    Задание № 3. Изучить по полученным фотографиям яркие ореолы вокруг солнечных пятен. Сделать вывод о температуре пятна, температуре яркого ореола и средней температуре фотосферы

    Изучить фотографии поверхности Солнца soho.nascom.nasa.gov/hotshots/2001_03_29/ полученные обсерваторией SOHO 29 марта 2001 года.


    Рис. 6. Группа пятен на Солнце 29 марта 2001 года.

    Заполнить таблицу отчета № 3

    Температура фотосферы Температура пятна, примерная температура Температура полутени Температура яркого ореола, примерная температура Почему различаются эти три фотографии
     6000 К

    Задание № 4. Оценить размеры протуберанцев

    Изучить по полученным фотографиям протуберанцы. Сделать вывод о размерах протуберанцев.

    Изучить фотографии протуберанцев Солнца sohowww.nascom.nasa.gov/bestofsoho/hooksG.gif sohowww.nascom.nasa.gov/bestofsoho/EIT99promcloseG.gif sohowww.nascom.nasa.gov/bestofsoho/eitplumeG.gif, полученные обсерваторией SOHO.

    Заполнить таблицу отчета № 4

    Заполнить таблицу для любого протуберанца.

    Размеры протуберанца в мм Размеры Солнца в мм Размеры протуберанца в размерах Земли Размеры протуберанца в расстояниях от Земли до Луны
           

    Задание № 5. Оценить размеры активных выбросов в январе 2005 года

    Проанализировать размеры активной выброса, сфотографированного SOHO в январе 2005 года.


    Рис. 7. Активный выброс в январе 2005 года.

    Сравнить с размерами выброса 18 марта 2002 года sohowww.nascom.nasa.gov/gallery/top10/top10_detail_C3series_02.html



    Рис.8. Активный выброс в марте 2003 года.

    Заполнить таблицу отчета № 5

    Дата Размеры активной области в мм Размеры Солнца в мм Размеры активной области в размерах Земли Размеры активной области в расстояниях от Земли до Луны Скорость расширения
    15 января 2005 г.        
    16 января 2005 г.        

    Контрольные вопросы

    • Чему равно число Вольфа 19 июля 2000?
    • В какие сроки наблюдался максимум солнечной активности в 23 цикле солнечной активности?
    • Какими способами проявлялась солнечная активность за 23 цикл?
    • Во сколько раз большое пятно на Солнце в январе 2005 года больше Земли?
    • Почему нельзя увидеть невооруженным глазом солнечную корону с Земли, загородив диск Солнца каким-нибудь непрозрачным экраном и это можно сделать на космической обсерватории SOHO (приборы LASCO-2, фотографии окрашены в красный цвет) и LASCO-3, фотографии окрашены в синий цвет)?

    Hosted by uCoz