Тест по астрономии: Солнце (10-11 класс)
Тест по астрономии «Солнце» для 10-11 классов — это проверочная работа, предназначенная для оценки уровня усвоения материала по физике Солнца и его влиянию на Солнечную систему. Задания охватывают темы строения звезды, физических характеристик, атмосферных слоев и циклов активности.
1
Какой химический элемент является преобладающим в составе Солнца по числу атомов, составляя примерно 90% от их общего количества?
Правильный ответ:
ВодородПояснение:
Правильный ответ — водород. Согласно спектральному анализу и стандартной модели Солнца, водород является основным компонентом звезды. По числу атомов он составляет около 90%, а по массе — примерно 71%. Это основной «топливный материал», который участвует в термоядерных реакциях в ядре, превращаясь в гелий с выделением колоссальной энергии.2
Чему равна солнечная постоянная, характеризующая количество энергии, поступающей на границу земной атмосферы?
Правильный ответ:
1,37 кВт/м²Пояснение:
Правильный ответ — 1,37 кВт/м². Солнечная постоянная — это суммарная мощность солнечного излучения, проходящего через единичную площадку, ориентированную перпендикулярно потоку, на расстоянии одной астрономической единицы от Солнца. Измерения показывают, что на 1 квадратный метр поверхности ежесекундно поступает около 1370 Джоулей энергии, что соответствует мощности 1,37 кВт.3
Какое наблюдение доказывает, что Солнце вращается вокруг своей оси НЕ как твердое тело?
Правильный ответ:
Различие периодов обращения пятен у экватора и у полюсовПояснение:
Правильный ответ — различие периодов обращения пятен у экватора и у полюсов. Наблюдения за перемещением солнечных пятен показали, что Солнце имеет дифференциальное вращение. На экваторе период полного оборота составляет около 25 земных суток, тогда как в полярных областях он увеличивается до 30 суток и более, что невозможно для твердого тела.4
Какова приблизительная температура фотосферы Солнца, определяемая по законам теплового излучения?
Правильный ответ:
6000 КПояснение:
Правильный ответ — 6000 К. Фотосфера — это видимая поверхность Солнца. Используя закон смещения Вина (по длине волны максимума излучения) и закон Стефана-Больцмана (по полной мощности излучения), астрономы определили, что эффективная температура фотосферы составляет примерно 5800–6000 К. Значение 4500 К относится к солнечным пятнам, а миллионы градусов — к ядру и короне.5
Почему солнечные пятна выглядят темными на фоне остального диска Солнца?
Правильный ответ:
Их температура ниже температуры окружающей фотосферы из-за действия магнитного поляПояснение:
Правильный ответ — их температура ниже температуры окружающей фотосферы. Температура плазмы в пятне составляет около 4500 К, тогда как вокруг она близка к 6000 К. Из-за разницы температур излучение пятна значительно слабее (согласно закону Стефана-Больцмана), и на фоне ослепительной фотосферы оно кажется черным. Причиной охлаждения является сильное магнитное поле, подавляющее конвекцию.6
Что представляет собой грануляция, наблюдаемая в солнечной фотосфере?
Правильный ответ:
Видимое проявление конвективных потоков горячего газа, поднимающегося из недрПояснение:
Правильный ответ — видимое проявление конвективных потоков. Гранулы — это вершины конвективных ячеек, где горячее вещество поднимается вверх из подфотосферных слоев (центр гранулы, более яркий), отдает энергию, остывает и опускается вниз (темные края гранулы). Этот процесс обеспечивает перенос тепла к поверхности.7
Какая часть солнечной атмосферы простирается на расстояние в десятки радиусов Солнца и имеет температуру около 2 миллионов градусов?
Правильный ответ:
Солнечная коронаПояснение:
Правильный ответ — солнечная корона. Это самая внешняя и очень разреженная часть атмосферы Солнца. Несмотря на удаленность от центра, она нагрета до экстремально высоких температур (1,5–2 млн К), что подтверждается наличием рентгеновского излучения и спектральных линий многократно ионизированных атомов. Визуально она наблюдается как лучистое сияние во время полных затмений.8
Каков средний период цикла солнечной активности, определяемый по изменению количества пятен?
Правильный ответ:
11 летПояснение:
Правильный ответ — 11 лет. Многолетние наблюдения показали строгую цикличность в появлении солнечных пятен. Каждые примерно 11 лет количество пятен меняется от минимума до максимума и снова падает до минимума. Этот период называется циклом Швабе. С ним связаны изменения не только числа пятен, но и частоты вспышек, протуберанцев и геомагнитных бурь.9
Как называются гигантские облака плотного газа, которые удерживаются над поверхностью Солнца магнитным полем и могут наблюдаться как темные волокна или светящиеся выступы на краю диска?
Правильный ответ:
ПротуберанцыПояснение:
Правильный ответ — протуберанцы. Это плотные конденсации вещества хромосферного происхождения, поднятые в корону. Они холоднее окружающей короны, но имеют высокую плотность. Протуберанцы удерживаются сложными конфигурациями магнитного поля и могут существовать в спокойном состоянии длительное время или внезапно выбрасываться в пространство (эруптивные протуберанцы).10
Что представляет собой солнечный ветер?
Правильный ответ:
Поток заряженных частиц (протонов, электронов, ядер гелия), истекающий из короныПояснение:
Правильный ответ — поток заряженных частиц. Из-за высокой температуры частицы солнечной короны имеют огромные скорости, превышающие вторую космическую скорость для Солнца. Гравитация не может их удержать, и вещество непрерывно истекает в межпланетное пространство, образуя солнечный ветер, скорость которого у Земли достигает 400 км/с.11
Какова примерная мощность солнечного излучения (светимость), рассчитанная на основе солнечной постоянной?
Правильный ответ:
4 · 10^26 ВтПояснение:
Правильный ответ — 4 · 10^26 Вт. Светимость (L) рассчитывается умножением солнечной постоянной (E) на площадь сферы с радиусом, равным расстоянию от Земли до Солнца (S = 4πa²). Расчет дает значение около 3,828 · 10^26 Вт (в учебных материалах часто округляют до 4 · 10^26 Вт), что характеризует колоссальную энергию, ежесекундно теряемую звездой.12
Во сколько раз, приблизительно, линейный радиус Солнца превышает радиус Земли?
Правильный ответ:
В 109 разПояснение:
Правильный ответ — в 109 раз. Линейный радиус Солнца составляет около 700 000 км, тогда как радиус Земли равен приблизительно 6371 км. Простое деление этих величин дает соотношение примерно 109. При этом по объему Солнце больше Земли в 1,3 миллиона раз, так как объем пропорционален кубу радиуса.13
Какой физический параметр определяют астрономы, изучая фраунгоферовы линии в спектре Солнца?
Правильный ответ:
Химический состав атмосферы СолнцаПояснение:
Правильный ответ — химический состав атмосферы Солнца. Темные линии поглощения (фраунгоферовы линии) в непрерывном спектре возникают, когда атомы определенных химических элементов в более холодной внешней атмосфере поглощают фотоны определенных энергий, идущие из более горячих слоев. Набор этих линий уникален для каждого элемента, как отпечатки пальцев.14
Какое из утверждений о температуре различных областей Солнца является верным?
Правильный ответ:
Температура падает от ядра к фотосфере, но затем снова резко возрастает в коронеПояснение:
Правильный ответ — температура падает от ядра к фотосфере, но затем снова резко возрастает в короне. В ядре температура достигает 15 млн К, затем снижается до 6000 К в фотосфере. Однако в верхних слоях атмосферы (хромосфере и особенно короне) наблюдается температурная инверсия: температура короны достигает 1,5–2 млн К. Это связано с механизмами нагрева плазмы магнитными полями.15
Какие виды излучения резко усиливаются во время солнечных вспышек?
Правильный ответ:
Рентгеновское и ультрафиолетовоеПояснение:
Правильный ответ — рентгеновское и ультрафиолетовое. Солнечная вспышка — это взрывной процесс выделения магнитной энергии. Плазма нагревается до десятков миллионов градусов, что приводит к мощнейшему всплеску жесткого электромагнитного излучения — рентгеновского, гамма и жесткого ультрафиолета, которые фиксируются космическими обсерваториями.16
Что характеризует число Вольфа (W) в астрономии?
Правильный ответ:
Уровень солнечной активности на основе подсчета пятен и их группПояснение:
Правильный ответ — уровень солнечной активности. Число Вольфа рассчитывается по формуле W = 10g + N, где g — число групп пятен, а N — полное число отдельных пятен. Это основной индекс, который позволяет вести количественный мониторинг солнечной цикличности на протяжении столетий.17
Какой механизм переноса энергии действует непосредственно под фотосферой Солнца?
Правильный ответ:
КонвекцияПояснение:
Правильный ответ — конвекция. Внешняя оболочка внутреннего строения Солнца называется конвективной зоной. Здесь газ становится непрозрачным для излучения, остывает, и перенос энергии осуществляется путем перемешивания вещества: горячие потоки поднимаются вверх, а холодные опускаются. Именно этот процесс порождает грануляцию на поверхности.18
Какова средняя плотность солнечного вещества?
Правильный ответ:
Она близка к плотности воды (1400 кг/м³)Пояснение:
Правильный ответ — она близка к плотности воды (1400 кг/м³). Рассчитывается как отношение массы Солнца к его объему. Несмотря на то, что Солнце — газовая (плазменная) сфера, огромная масса сжимает внутренние слои до колоссальных плотностей (150 000 кг/м³ в ядре), что в среднем дает величину 1,4 г/см³, немного превышающую плотность воды.19
Из чего состоят солнечные космические лучи, выбрасываемые при мощных вспышках?
Правильный ответ:
Из протонов, ядер гелия и электронов с высокими энергиямиПояснение:
Правильный ответ — из протонов, ядер гелия и электронов. Это потоки заряженных частиц, ускоренных до субсветовых скоростей (иногда до 100 000 км/с) энергией вспышки. Их основной состав повторяет химический состав Солнца: ядра водорода (протоны) и гелия (альфа-частицы), а также электроны. Они представляют радиационную опасность в космосе.20
Чему равно ускорение свободного падения на поверхности Солнца?