16: Jua- Nguvu ya nyuklia

Last updated
Save as PDF

Page ID: 175400

\( \newcommand{\vecs}[1]{\overset { \scriptstyle \rightharpoonup} {\mathbf{#1}} } \) \( \newcommand{\vecd}[1]{\overset{-\!-\!\rightharpoonup}{\vphantom{a}\smash {#1}}} \)\(\newcommand{\id}{\mathrm{id}}\) \( \newcommand{\Span}{\mathrm{span}}\) \( \newcommand{\kernel}{\mathrm{null}\,}\) \( \newcommand{\range}{\mathrm{range}\,}\) \( \newcommand{\RealPart}{\mathrm{Re}}\) \( \newcommand{\ImaginaryPart}{\mathrm{Im}}\) \( \newcommand{\Argument}{\mathrm{Arg}}\) \( \newcommand{\norm}[1]{\| #1 \|}\) \( \newcommand{\inner}[2]{\langle #1, #2 \rangle}\) \( \newcommand{\Span}{\mathrm{span}}\) \(\newcommand{\id}{\mathrm{id}}\) \( \newcommand{\Span}{\mathrm{span}}\) \( \newcommand{\kernel}{\mathrm{null}\,}\) \( \newcommand{\range}{\mathrm{range}\,}\) \( \newcommand{\RealPart}{\mathrm{Re}}\) \( \newcommand{\ImaginaryPart}{\mathrm{Im}}\) \( \newcommand{\Argument}{\mathrm{Arg}}\) \( \newcommand{\norm}[1]{\| #1 \|}\) \( \newcommand{\inner}[2]{\langle #1, #2 \rangle}\) \( \newcommand{\Span}{\mathrm{span}}\)\(\newcommand{\AA}{\unicode[.8,0]{x212B}}\)

Jua linatoa kiasi kisichoeleweka cha nishati—kiasi kwamba mionzi yake ya ultraviolet inaweza kusababisha kuchomwa na jua kutoka umbali wa maili milioni 93. Pia ni mzee sana. Kama ulivyojifunza mapema, ushahidi unaonyesha kwamba Jua liliunda miaka bilioni 4.5 iliyopita na limekuwa likiangaza tangu hapo. Je! Jua linawezaje kuzalisha nishati nyingi kwa muda mrefu?

Pato la nishati ya jua ni kuhusu watts 4 × 10 ²⁶. Hii ni mkali usiofikiriwa: nyepesi kuliko miji trilioni pamoja kila mmoja na balbu za taa za 100-watt trilioni. Mbinu zinazojulikana zaidi za kuzalisha nishati huanguka mbali sana na uwezo wa Jua. Jumla ya nishati zinazozalishwa juu ya maisha yote ya Jua ni ya kushangaza, tangu Jua limeangaza kwa mabilioni ya miaka. Wanasayansi hawakuweza kueleza nishati inayoonekana isiyo na ukomo wa nyota kama Jua kabla ya karne ya ishirini.

16.1: Vyanzo vya Sunshine- Nishati ya joto na Gravitational
Jua hutoa kiasi kikubwa cha nishati kila pili. Kwa kuwa Dunia na mfumo wa jua ni takribani miaka bilioni 4.5, hii ina maana kwamba Jua limekuwa likizalisha kiasi kikubwa kwa nishati kwa muda mrefu sana. Wala kuchomwa kwa kemikali wala mvuto wa mvuto hauwezi kuhesabu jumla ya nishati inayoangazwa na Jua wakati huu wote.
16.2: Misa, Nishati, na Nadharia ya Relativity
Nishati ya jua huzalishwa na mwingiliano wa chembe—yaani protoni, nyutroni, elektroni, positroni, na nyutrino. Hasa, chanzo cha nishati ya Jua ni fusion ya hidrojeni kuunda heliamu. Mfululizo wa athari zinazohitajika kubadili hidrojeni kuwa heliamu huitwa mnyororo wa protoni-protoni. Atomu ya heliamu ni takriban 0.71% chini kubwa kuliko atomi nne za hidrojeni zinazochanganya ili kuifanya, na molekuli hiyo iliyopotea inabadilishwa kuwa nishati (pamoja na kiasi cha nishati iliyotolewa na formula E = mc2).
16.3: Mambo ya Ndani ya jua - Nadharia
Japokuwa hatuwezi kuona ndani ya Jua, inawezekana kuhesabu mambo ya ndani yake yanapaswa kuwa kama. Kama pembejeo kwa mahesabu haya, tunatumia kile tunachokijua kuhusu Jua. Inafanywa kabisa na gesi ya moto. Mbali na baadhi ya mabadiliko madogo sana, Jua haina kupanua wala kuambukizwa (ni katika usawa hydrostatic) na huweka nje nishati kwa kiwango cha mara kwa mara. Fusion ya hidrojeni hutokea katikati ya Jua, na nishati inayozalishwa hutolewa kwenye uso na mionzi na kisha convection.
16.4: Mambo ya Ndani ya jua - Uchunguzi
Uchunguzi wa oscillations ya jua (helioseismology) na neutrinos inaweza kutoa data ya uchunguzi kuhusu mambo ya ndani ya Jua. Mbinu ya helioseisimmolojia hadi sasa imeonyesha kuwa muundo wa mambo ya ndani ni sawa na ule wa uso (isipokuwa katika msingi, ambapo baadhi ya hidrojeni ya awali imebadilishwa kuwa heliamu), na kwamba eneo la convection linaendelea karibu 30% ya njia kutoka uso wa Jua hadi katikati yake.
16E: Sun- Nguvu ya nyuklia (Mazoezi)

Thumbnail: Inachukua kiasi cha ajabu cha nishati kwa jua kuangaza, kama ina na itaendelea kufanya kwa mabilioni ya miaka. (mikopo: mabadiliko ya kazi na Ed Dunens)