Тест по астрономии: Строение Солнца (10-11 класс)
Тест по астрономии «Строение Солнца» для 10-11 классов — это проверочная работа, направленная на оценку знаний учащихся о внутренней структуре нашей звезды и физических механизмах переноса энергии из недр к поверхности. Задания охватывают темы лучистого и конвективного переноса, трансформации излучения и временных масштабов этих процессов.
1
Каким образом осуществляется перенос энергии в зоне, расположенной непосредственно вокруг ядра Солнца (до 0,7 радиуса)?
Правильный ответ:
Лучистым переносом (переизлучением фотонов)Пояснение:
Правильный ответ — Лучистым переносом. В этой зоне, называемой зоной лучистого переноса, энергия передается посредством излучения. Гамма-кванты, рождающиеся в ядре, поглощаются и переизлучаются ионами плазмы. Вещество здесь не перемешивается, и энергия распространяется медленно от слоя к слою в виде электромагнитных волн.2
Какое приблизительное время требуется энергии, выделившейся в центре Солнца, чтобы достигнуть его поверхности?
Правильный ответ:
Несколько миллионов летПояснение:
Правильный ответ — Несколько миллионов лет. Из-за высокой плотности вещества в зоне лучистого переноса фотоны постоянно поглощаются и переизлучаются в случайных направлениях. Траектория их движения представляет собой запутанную ломаную линию, что колоссально замедляет выход энергии наружу. Прямой путь занял бы всего 2 секунды.3
Что является наблюдаемым доказательством существования конвективной зоны под поверхностью Солнца?
Правильный ответ:
Явление грануляции в фотосфереПояснение:
Правильный ответ — Явление грануляции в фотосфере. Гранулы — это видимые вершины огромных конвективных потоков плазмы. Светлые центры гранул соответствуют поднимающемуся горячему веществу, а темные края — опускающемуся остывшему. Это прямое подтверждение того, что под фотосферой идет активное перемешивание вещества.4
Что происходит с гамма-квантами, родившимися в ядре, по мере их продвижения к поверхности Солнца?
Правильный ответ:
Они дробятся, теряют энергию и превращаются в кванты видимого света и теплового излученияПояснение:
Правильный ответ — Они дробятся, теряют энергию и превращаются в кванты видимого света. В процессе многократного поглощения и переизлучения энергия первоначального гамма-кванта распределяется между множеством фотонов с меньшей энергией. В итоге к поверхности доходит поток излучения в основном видимого и инфракрасного диапазонов.5
Какую форму имеет траектория движения кванта энергии в зоне лучистого переноса?
Правильный ответ:
Сложная ломаная линия (случайное блуждание)Пояснение:
Правильный ответ — Сложная ломаная линия. Фотон, излученный атомом, летит лишь ничтожную долю секунды до следующего столкновения и поглощения. При переизлучении новый фотон может полететь в абсолютно любом направлении — вперед, вбок или даже назад к центру. Это хаотичное движение называют случайным блужданием.6
Где начинается конвективная зона в структуре Солнца?
Правильный ответ:
На расстоянии примерно 0,7–0,8 радиуса от центраПояснение:
Правильный ответ — На расстоянии примерно 0,7–0,8 радиуса от центра. В этой области температура падает настолько, что газ становится непрозрачным для излучения. Лучистый перенос перестает быть эффективным, и включается механизм конвекции, который работает вплоть до самой видимой поверхности.7
Почему мы говорим, что солнечный свет, который мы видим сегодня, — это «привет из далекого прошлого»?
Правильный ответ:
Потому что энергия этого света родилась в ядерных реакциях миллионы лет назадПояснение:
Правильный ответ — Потому что энергия этого света родилась в ядерных реакциях миллионы лет назад. Из-за крайне медленного просачивания энергии сквозь зону лучистого переноса, фотоны, покидающие фотосферу сейчас, являются трансформированными потомками гамма-квантов, возникших в ядре в далеком прошлом.8
Какой процесс происходит с атомом вещества в недрах Солнца при взаимодействии с гамма-квантом?