Тест по астрономии: Строение солнечной атмосферы (10-11 класс)
Тест по астрономии «Строение солнечной атмосферы» для 10-11 классов — это проверочная работа углубленного уровня, направленная на оценку знаний учащихся о физической природе внешних оболочек Солнца. Вопросы охватывают структуру фотосферы, хромосферы и короны, природу солнечной активности и механизмы взаимодействия солнечной плазмы с магнитными полями.
1
Какой слой солнечной атмосферы является самым глубоким и плотным, воспринимаемым нами как поверхность звезды?
Правильный ответ:
ФотосфераПояснение:
Правильный ответ — Фотосфера. Это нижний слой атмосферы Солнца толщиной около 200–300 км. Плотность вещества здесь составляет примерно 10 в минус 5 степени кг/м³. Несмотря на малую толщину, фотосфера непрозрачна для излучения из более глубоких слоев, поэтому именно её мы видим как светящийся диск Солнца.2
Каков механизм образования грануляции, наблюдаемой в фотосфере Солнца?
Правильный ответ:
Конвекция (перенос энергии перемешиванием вещества)Пояснение:
Правильный ответ — Конвекция. Грануляция представляет собой видимое проявление конвективных потоков. В центре гранулы горячее вещество поднимается из недр (поэтому центр ярче), а по краям остывшее вещество опускается вниз (темные границы). Этот процесс обеспечивает перенос тепла к поверхности.3
Какова примерная продолжительность «жизни» отдельной гранулы в фотосфере Солнца?
Правильный ответ:
От 5 до 10 минутПояснение:
Правильный ответ — От 5 до 10 минут. Грануляция — это очень динамичный процесс. Вещество в гранулах находится в непрерывном движении со скоростями около 1–2 км/с. Гранулы постоянно возникают, изменяют свою форму и распадаются, уступая место новым, что свидетельствует о бурном кипении фотосферного слоя.4
Почему солнечные пятна выглядят темными на фоне окружающей фотосферы?
Правильный ответ:
Их температура существенно ниже температуры окружающей фотосферыПояснение:
Правильный ответ — Их температура существенно ниже температуры окружающей фотосферы. Температура в центре пятна составляет около 4500 К, тогда как фотосфера нагрета до 6000 К. Согласно законам теплового излучения, более холодный участок излучает меньше энергии и на фоне ослепительной поверхности кажется черным, хотя сам по себе светится красным светом.5
Какова физическая причина понижения температуры в области солнечных пятен?
Правильный ответ:
Сильное магнитное поле подавляет конвекцию плазмыПояснение:
Правильный ответ — Сильное магнитное поле подавляет конвекцию плазмы. Солнечное вещество является ионизированной плазмой. Сильное магнитное поле в области пятна (до 0,5 Тл) препятствует движению заряженных частиц поперек силовых линий, тем самым тормозя подъем горячего вещества из недр. Приток тепла уменьшается, и область остывает.6
В каком диапазоне электромагнитного спектра солнечная корона наблюдается наиболее эффективно и выглядит ярче фотосферы?
Правильный ответ:
В рентгеновском диапазонеПояснение:
Правильный ответ — В рентгеновском диапазоне. Температура солнечной короны достигает 1,5–2 миллионов градусов. При таких температурах плазма интенсивно излучает высокоэнергетические фотоны — рентгеновские лучи. Поскольку фотосфера (6000 К) в рентгене практически не светит, на снимках из космоса корона видна во всей красе.7
Что представляют собой протуберанцы, наблюдаемые в солнечной атмосфере?
Правильный ответ:
Плотные сгустки вещества, удерживаемые магнитным полем над поверхностьюПояснение:
Правильный ответ — Плотные сгустки вещества, удерживаемые магнитным полем. Протуберанцы — это гигантские структуры из относительно холодной и плотной плазмы, которые поднимаются из хромосферы в корону. Они могут иметь форму арок или фонтанов и удерживаются сложной конфигурацией магнитных силовых линий.8
Что такое солнечный ветер?
Правильный ответ:
Непрерывный поток заряженных частиц, истекающий из солнечной короныПояснение:
Правильный ответ — Непрерывный поток заряженных частиц, истекающий из солнечной короны. Из-за высокой температуры частицы в короне движутся с огромными скоростями (сотни км/с), преодолевая притяжение звезды. Этот поток плазмы (протоны, электроны, ионы) распространяется по всей Солнечной системе.9
Какова примерно температура солнечной короны?
Правильный ответ:
Около 2 миллионов КельвиновПояснение:
Правильный ответ — Около 2 миллионов Кельвинов. Это одна из главных особенностей солнечной атмосферы: после падения температуры от ядра к фотосфере, во внешних слоях (хромосфере и короне) она снова резко возрастает. Причина нагрева короны связана с передачей энергии через магнитные поля и ударные волны.10
Какое утверждение о плотности фотосферы является верным?
Правильный ответ:
Плотность фотосферы значительно меньше плотности земной атмосферыПояснение:
Правильный ответ — Плотность фотосферы значительно меньше плотности земной атмосферы. Она составляет около 10 в минус 5 степени кг/м³. Это очень разреженный газ, однако из-за огромной толщины слоя (сотни км) и высокой степени ионизации он становится непрозрачным для наблюдателя.11
С какой скоростью частицы солнечного ветра покидают корону Солнца?
Правильный ответ:
Около 800 км/сПояснение:
Правильный ответ — Около 800 км/с. Частицы солнечного ветра разгоняются в горячей короне до высоких скоростей, что позволяет им преодолеть мощную гравитацию Солнца и уйти в межпланетное пространство. Вблизи Земли скорость ветра обычно составляет около 400 км/с, но при выходе из короны она выше.12
Как меняется количество солнечных пятен в ходе 11-летнего цикла активности?
Правильный ответ:
Число пятен растет от минимума к максимуму, а затем снова падаетПояснение:
Правильный ответ — Число пятен растет от минимума к максимуму, а затем снова падает. Цикл солнечной активности (цикл Швабе) характеризуется периодическим изменением числа пятен. В годы максимума их может быть сотни, а в годы минимума Солнце может оставаться «чистым» без единого пятна неделями.13
Что происходит при эруптивных протуберанцах?
Правильный ответ:
Вещество с огромной скоростью взлетает вверх и может быть выброшено в космосПояснение:
Правильный ответ — Вещество с огромной скоростью взлетает вверх и может быть выброшено в космос. Эруптивные (взрывные) протуберанцы отличаются от спокойных динамикой. Плазма быстро поднимается на высоту в сотни тысяч километров, что часто сопровождается корональными выбросами массы, влияющими на космическую погоду.14
Как можно наблюдать солнечную корону с Земли без использования космических аппаратов?
Правильный ответ:
Только во время полных солнечных затменийПояснение:
Правильный ответ — Только во время полных солнечных затмений. Яркость короны в миллион раз меньше яркости фотосферы, поэтому в обычных условиях рассеянный свет земной атмосферы полностью её затмевает. Увидеть жемчужное сияние короны можно лишь тогда, когда Луна полностью закрывает диск Солнца.15
Какой параметр определяют по разнице температур между центром гранулы и её краями (около 300 К)?