من أين تأتي الطاقة الشمسية ؟: الطبقات الجغرافية
الشمس هي أحد نجوم المجموعة الشمسية ومركز النظام الشمسي. الشمس نجم لأنها يمكن أن تنتج طاقتها الضوئية.
يبدو ضوء الشمس مقارنة بالنجوم الأخرى أكثر إشراقًا ، بالطبع لأنه أقرب نجم. هذا هو السبب في وجود أوقات خلال النهار لا يمكننا فيها رؤية النجوم غير الشمس. تأتي الطاقة الشمسية من التفاعلات النووية التي تحدث في الشمس بالطبع.
يسمى هذا التفاعل تفاعل الاندماج ، وهو اندماج نوى غازات الهيدروجين لتكوين غاز الهيليوم. ستنتج عملية الدمج هذه نتائج في شكل طاقة تتكون من طاقة حرارية وطاقة ضوئية وطاقة موجية كبيرة جدًا.
يحدث هذا التفاعل في مركز أو قلب الشمس التي تبلغ درجة حرارتها 7 ملايين درجة مئوية. درجة الحرارة هذه ضرورية لحدوث تفاعل الاندماج. من المعروف أن الشمس عبارة عن كرة كبيرة تتكون في الغالب من غاز الهيدروجين ، بنسبة حوالي 92٪ ، والهيليوم 7.8٪ ، والباقي يتكون من النيتروجين والكربون والأكسجين.
كيف تنتج الشمس الطاقة؟
يتم توليد الطاقة الشمسية في قلب الشمس حيث تحدث تفاعلات الاندماج النووي الحراري. سيجمع هذا التفاعل بين نواتين ذريتين للهيدروجين والتي ستتحول إلى هيليوم.
كل ثانية يتم تحويل 600.000.000 طن من الهيدروجين الشمسي إلى هيليوم. هذا القدر من الهيدروجين سينتج طاقة تعادل 100 مليار قنبلة هيدروجينية كل ثانية.
وفقًا لـ Hans Bethe ، يتم توليد الطاقة الشمسية من دورة البروتون-البروتون في تفاعلات الاندماج. تحدث الدورة في 3 خطوات وهي:
بعد الخطوتين المذكورتين أعلاه ، تابع أحد التفاعلين التاليين:
الطبقات الجغرافية للشمس
الشمس هي أقرب نجم إلى الأرض بمتوسط مسافة 149.680.000 كم (93026724 ميل). تشكل الشمس كرة متوهجة مع المركبات المكونة الرئيسية للهيدروجين (74٪) والهيليوم (25٪) متأينين.
تتكون المركبات المكونة الأخرى من الحديد والنيكل والسيليكون والكبريت والمغنيسيوم والكربون والنيون والكالسيوم والكروم. يبلغ قطر الشمس 1،391،980 كم مع درجة حرارة سطح تبلغ 5500 درجة مئوية ودرجة حرارة مركزية تبلغ 15 مليون درجة مئوية.
يأتي ضوء الشمس من تفاعل ينتج عن اندماج الهيدروجين في الهيليوم. تشكل الشمس والكواكب الثمانية نظامًا شمسيًا. تصنف الشمس كنجمة صغيرة من نوع G.
اقرأ أيضا:تعريف العظام والوظائف والخصائص والأنواع والتركيبات والأمثلة
يعتقد أن الشمس قد تشكلت قبل 4.6 مليار سنة. كثافة كتلة الشمس 1.41 مقارنة بكتلة الماء. تُعرف كمية الطاقة الشمسية التي تصل إلى سطح الأرض بالثابت الشمسي الذي يساوي 1،370 واط لكل متر مربع في أي وقت.
الشمس كمركز للنظام الشمسي هي نجم من الجيل الثاني. تشكلت المواد من الشمس من انفجار الجيل الأول من النجوم كما يعتقد العلماء ، أن الكون تشكل بفعل الانفجار العظيم حوالي 14000 مليون سنة ومن بعد.
صن كور
اللب هو المنطقة الأعمق من الشمس التي تبلغ درجة حرارتها حوالي 15 مليون درجة مئوية. بناءً على نسبة الأقطار ، فإن هذا اللب هو ربع المسافة من المركز إلى السطح و 1/64 من الحجم الكلي للشمس.
كثافته حوالي 150 جم / سم 3. تسمح درجات الحرارة والضغوط العالية هذه بتقسيم الذرات إلى إلكترونات وبروتونات ونيوترونات.
وفي الوقت نفسه ، تتسبب الطاقة الحرارية في النواة في تحرك الإلكترونات والبروتونات بسرعة كبيرة وتصطدم ببعضها البعض مما يتسبب في تفاعلات الاندماج النووي. جوهر الشمس هو المكان الذي يحدث فيه تفاعل الاندماج النووي للهيليوم في الهيدروجين.
توفر الطاقة الناتجة عن التفاعل النووي الحراري في اللب على شكل أشعة غاما والنيوترينوات طاقة هائلة تنتج في نفس الوقت كل الحرارة والطاقة الضوئية المستلمة على الأرض. تتم هذه الطاقة من الشمس من خلال الإشعاع.
المنطقة الإشعاعية
المنطقة الإشعاعية هي منطقة تحيط بنواة الشمس. تتجمع الطاقة من اللب على شكل إشعاع في هذه المنطقة قبل أن تنتقل إلى الأجزاء الخارجية للشمس.
تبلغ كثافة هذه المنطقة الإشعاعية حوالي 20 جم / سم 3 مع درجة حرارة من الداخل إلى الخارج بين 7 ملايين إلى مليوني درجة مئوية. لا تزال درجة حرارة وكثافة هذه المنطقة الإشعاعية عالية جدًا ، لكنها لا تسمح بحدوث تفاعل اندماج نووي.
منطقة الحمل الحراري
منطقة الحمل الحراري هي طبقة تبدأ فيها درجة الحرارة بالانخفاض. درجة حرارة هذه المنطقة الحملية حوالي 2 مليون درجة مئوية. تستغرق هذه الطاقة من نواة الشمس 170000 سنة للوصول إلى منطقة الحمل الحراري. عندما تكون في منطقة الحمل الحراري ، ستحدث حركة الذرات بالحمل الحراري في منطقة تبلغ عدة مئات من الكيلومترات تتكون من خلايا غازية عملاقة تستمر في الدوران.
فوتوسفير
يغطي الغلاف الضوئي أو سطح الشمس مساحة تبلغ 500 كيلومتر مع درجة حرارة تبلغ حوالي 5500 درجة مئوية (10000 درجة فهرنهايت). يأتي معظم الإشعاع الشمسي الذي ينطلق إلى الخارج من الغلاف الضوئي. تُلاحظ طاقة الغلاف الضوئي على أنها شعاع الشمس على الأرض ، بعد 8 دقائق من مغادرتها للشمس.
الكروموسفير
طبقة الكروموسفير عبارة عن طبقة من الغاز فوق آلة التصوير ويبلغ سمكها حوالي 16000 كم. لهذا السبب ، يُعرف الكروموسفير أيضًا باسم الغلاف الجوي الشمسي. تقدر درجة حرارة الكروموسفير بحوالي 4000 درجة مئوية. الوصول إلى القمة. ستكون درجة حرارة الكروموسفير أعلى.
اقرأ أيضا:فهم تقنية المعلومات وفقًا للخبراء والأهداف والوظائف والمزايا والمكونات والأمثلة
في الطبقة العلوية ، تقدر درجة حرارة الكروموسفير بـ 10000 درجة مئوية. عادة ما يكون لون الكروموسفير غير مرئي لأنه مغطى بالضوء الساطع الناتج عن الغلاف الضوئي. لا يمكن رؤية الكروموسفير إلا خلال الكسوف الكلي للشمس. في تلك اللحظة ، يبدو الكروموسفير كسوار أو خاتم أحمر.
كورونا
الهالة هي الطبقة الخارجية للشمس. هذه الطبقة الواحدة بيضاء ، لكن لا يمكن رؤيتها إلا أثناء الكسوف لأنه عندما لا يكون الضوء المنبعث قويًا مثل الأجزاء العميقة من الشمس. عند حدوث كسوف كلي ، يُرى الإكليل مكونًا تاجًا أبيض من الضوء حول الشمس.
طبقة الهالة هذه لديها درجة حرارة أعلى من داخل الشمس بمتوسط 2 مليون درجة فهرنهايت ، ولكن في بعض الأجزاء يمكن أن تصل درجات الحرارة إلى 5 ملايين درجة فهرنهايت.
البقع الشمسية
البقع الشمسية عبارة عن حبيبات صغيرة محدبة توجد في أجزاء لا حصر لها من الغلاف الضوئي للشمس. تنشأ البقع الشمسية عندما تخترق خطوط المجال المغناطيسي للشمس جزءًا من الغلاف الضوئي.
يمكن أن يكون حجم هذه البقع الشمسية أكبر من حجم الأرض. تحتوي البقع الشمسية على منطقة مظلمة تسمى الظل ، وهي محاطة بمنطقة أفتح تسمى شبه الظل.
يبدو لون هذه البقع الشمسية أغمق لأن درجة الحرارة أقل بكثير من الغلاف الضوئي. تبلغ درجة الحرارة في منطقة الظل حوالي 2200 درجة مئوية بينما تبلغ درجة الحرارة في شبه الظل حوالي 3500 درجة مئوية.
لسان النار (البروز)
البروز هو أحد خصائص الشمس ، وهي جزء من الشمس يشبه اللهب كبيرة جدًا ومشرقة تخرج من السطح وغالبًا ما تشكل حلقات مستدير - كروي.
يحتوي هذا البروز على مادة تصل كتلتها إلى 100 مليار كجم. يحدث هذا البروز لأنه في طبقة الفوتوسفير للشمس ويتحرك للخارج باتجاه الهالة الشمسية. يتحرك هذا البلازما البارز على طول المجال المغناطيسي للشمس.
تحدث حركة انفجارات الاكليل بسرعة عالية جدا تتراوح بين 20 ألف م / ث إلى 3.2 مليون كم / ث تؤدي هذه الحركة أيضًا إلى ارتفاع درجة الحرارة إلى عشرات الملايين من الدرجات في وقت قصير.
هذا هو الاستعراض من حول Knowledge.co.id حول من أين تأتي الطاقة الشمسية؟, نأمل أن تضيف إلى بصيرتك ومعرفتك. شكرا لزيارتك ولا تنسى قراءة مقالات أخرى