ΧΟΡΗΓΟΙ

Η


  Ηλεκτρομαγνητική Ακτινοβολία - Ηλιακή ακτινοβολία και επιπτώσεις - Ηλιακή Φωτεινότητα - Ήλιο - ΗΛΙΟΣ (O) - Ηλιοστάσια


 

 

Ηλιοστάσια

 

      Σημεία της τροχιάς του Ήλιου στα οποία βρίσκεται στις 21 Ιουνίου (θερινό ηλιοστάσιο) και στις 22 Δεκεμβρίου (χειμερινό ηλιοστάσιο) κάθε χρόνο. Τα σημεία αυτά, που λέγονται και τροπές βρίσκονται πάνω στην εκλειπτική. Όταν ο Ήλιος βρίσκεται σ' αυτά τα σημεία φαίνεται να μένει ακίνητος ως προς τους απλανείς αστέρες. Στο θερινό ηλιοστάσιο έχουμε τη μεγαλύτερη διάρκεια της ημέρας, ενώ στο χειμερινό ηλιοστάσιο έχουμε τη μεγαλύτερη διάρκεια της νύχτας.   <---επιστροφή

 


 

Ήλιο

 

       Χημικό Στοιχείο με ατομικό αριθμό 2. Απαντάται στη φύση σε μορφή ισοτόπων με μαζικό αριθμό αριθμό 3 ή 4, περιέχει δύο πρωτόνια και αντίστοιχα 1 ή 2 νετρόνια. Σε ουδέτερη κατάσταση περιφέρονται δύο ηλεκτρόνια γύρω από τον πυρήνα. Είναι το δεύτερο συνηθέστερο στοιχείο στο Σύμπαν, μετά το υδρογόνο.


      Δημιουργήθηκε λίγο μετά την Μεγάλη Έκρηξη κατά τη διαδικασία της πυρηνοσύνθεσης και συνεχίζει να σχηματίζεται στους πυρήνες των άστρων. Το Ισότοπο με μαζικό αριθμό 4 είναι το τελικό προϊόν της αλυσίδας πρωτονίου-πρωτονίου ενώ το ισότοπο με αριθμό 3 είναι ενδιάμεσο προϊόν.


      Οι χαρακτηριστικές γραμμές του παρατηρήθηκαν για πρώτη φορά στο φάσμα του ηλίου από όπου και πήρε το όνομά του.    <---επιστροφή

 


 

Ηλιακή Φωτεινότητα

 

      Είναι η ενέργεια με μορφή ακτινοβολίας, σε όλα τα μήκη κύματος, από τη συνολική του επιφάνεια, ανά μονάδα χρόνου που εκπέμπει ο Ήλιος. Στο Διεθνές Σύστημα Μονάδων εκφράζεται σε watt, και η τιμή της είναι: 3.827x1026watt    <---επιστροφή

 


 

Ηλεκτρομαγνητική Ακτινοβολία

 

      Πρόκειται για ένα κύμα που διαδίδεται στο κενό και αποτελείται από ένα ηλεκτρικό και ένα μαγνητικό πεδίο κάθετα μεταξύ τους και κάθετα στη διεύθυνση διάδοσης. Ηλεκτρομαγνητική ακτινοβολία σύμφωνα με την κλασική φυσική εκπέμπεται κάθε φορά που ένα ηλεκτρικό φορτίο υφίσταται επιτάχυνση.

      Η ηλεκτρομαγνητική ακτινοβολία χαρακτηρίζεται από μια συγκεκριμένη συχνότητα η οποία σχετίζεται με το μηχανισμό παραγωγής. Μελετώντας τη συνολική ηλεκτρομαγνητική ακτινοβολία που λαμβάνουμε από μία πηγή και αναλύοντας την στις επιμέρους συχνότητες λαμβάνουμε το φάσμα και εξάγουμε πληροφορίες για την πηγή.   <---επιστροφή

 


 

ΗΛΙΟΣ (O)

 

Ο ήλιος μας αποτελείται ως επί το πλείστον από το υδρογόνο (70%), το ήλιον (28%) και το υπόλοιπο 2% από βαρέα στοιχεία. Είναι επίσης ένα κίτρινο νάνος αστέρας. Φυσικά είναι το μόνο αστέρι αρκετά κοντά μας, ώστε να εξετάσουμε τα εξωτερικά και τα εσωτερικά στρώματά του λεπτομερώς.

Ο Ήλιος είναι το μόνο άστρο που επηρεάζει φανερά τη ζωή μας, όχι μόνο την ημέρα αλλά και τη νύκτα, με ηλιοφάνεια αλλά και τις νεφοσκεπείς ημέρες. Ο ήλιος παράγει και ακτινοβολεί τεράστιες ποσότητες ενέργειας. Σε κάθε δευτερόλεπτο που περνά, ο ήλιος εκπέμπει ενέργεια ίση με μερικές εκατοντάδες δισεκατομμύρια τρισεκατομμυρίων κιλοβατώρες. Και μας παρέχει σχεδόν όλη την ενέργεια που χρησιμοποιούμε στη Γη. Ακόμη και ο άνεμος και τα νέφη είναι αποτέλεσμα της επίδρασης της ηλιακής ενέργειας στη Γη. Από την ηλιακή ακτινοβολία προέρχεται η αιολική ενέργεια, ο κύκλος του νερού, η βιολογική ενέργεια, το πετρέλαιο, το φυσικό αέριο, ο άνθρακας και σχεδόν όλη η ενέργεια στο ηλιακό σύστημα. Εξαίρεση αποτελεί η πυρηνική ενέργεια που παράγεται από χημικά στοιχεία που δημιουργήθηκαν ως αποτέλεσμα εκρηκτικών φαινομένων που έγιναν κατά τον θάνατο ορισμένων μεγάλων άστρων.

Είναι ένας συνηθισμένος νάνος αστέρας δεύτερης γενιάς που παράγει ενέργεια από σύντηξη υδρογόνου στο εσωτερικό του. Πιο συγκεκριμένα με την αλυσιδωτή αντίδραση πρωτονίου-πρωτονίου, με την οποία καταναλώνει το υδρογόνο του με ένα ρυθμό 4.000.000 τόνων, ανά δευτερόλεπτο, παράγοντας ήλιο.

Ο ήλιος, οι πλανήτες, οι κομήτες και οι μετεωρίτες αποτελούνται από την ίδια αρχική ύλη με την ίδια περίπου αναλογία χημικών στοιχείων, με εξαίρεση τα ελαφρά στοιχεία, υδρογόνο και ήλιο που αφθονούν στον ήλιο και στους τέσσερις γίγαντες πλανήτες.

Επειδή είναι άστρο δεύτερης γενεάς σημαίνει ότι κάποιο από το υλικό του προήλθαν από τα προηγούμενα αστέρια. Μερικά αστέρια στο γαλαξία μας είναι τόσο παλιά όσο το Σύμπαν περίπου, δηλαδή κοντά 13,7 δισεκατομμυρίων ετών. Αντίθετα, ο ήλιος μας είναι μόνο 4,6 δισεκατομμυρίων ετών.

Τα πρώτα άστρα αποτελούνταν μόνο από υδρογόνο και ήλιο που προήλθαν αμέσως μετά τη Μεγάλη Έκρηξη. Αυτά τα άστρα ονομάζονται πρώτης γενιάς αστέρια. Αν και το υδρογόνο είναι επίσης το κύριο συστατικό του ήλιου, αυτός περιλαμβάνει και βαρύτερα στοιχεία, όπως ο άνθρακας, το άζωτο, και το οξυγόνο. Αυτά τα στοιχεία σχηματίστηκαν στο εσωτερικό της πρώτης γενιάς αστέρια που έζησαν και πέθαναν προτού ο ήλιος να γεννηθεί. Όταν αυτά τα ογκώδη, βραχύβια αστέρια κατανάλωσαν τα εσωτερικά καύσιμά τους, εξερράγησαν και εκτίναξαν τα βαρύτερα στοιχεία στο διαστρικό διάστημα. Ο ήλιος λοιπόν που σχηματίστηκε από αυτό το υλικό λέγεται αστέρι δεύτερης γενιάς.

Ο ήλιος και οι πλανήτες στο ηλιακό σύστημά μας σχηματίστηκαν όταν κατέρρευσε ένα περιστρεφόμενο νέφος σκόνης και αερίου στο διάστημα, ή έγινε συμπύκνωση, λόγω της βαρυτικής έλξης μεταξύ των σωματιδίων στο νέφος. Μια έκρηξη σουπερνόβας στην περιοχή αυτού του νεφελώματος μπορεί να είχε προκαλέσει την κατάρρευση, ή μια τυχαία διακύμανση στην πυκνότητα του νέφους και έτσι μπορεί να είχε αρχίσει τη διαδικασία σχηματισμού.

Τα άτομα του νεφελώματος - που κινούνταν με χαοτικό τρόπο προς όλες τις κατευθύνσεις - κάποια στιγμή απέκτησαν τέτοια κατεύθυνση που έδωσε στο νέφος αυτό μια μικρή αλλά συγκεκριμένη φορά περιστροφής. Όταν η ταχύτητα της περιστροφής ήταν μικρή η βαρύτητα κατόρθωσε να τα τραβήξει προς το κέντρο όπου σχηματίστηκε το άστρο. Όταν όμως η ταχύτητα των μορίων ήταν μεγάλη συγκρατήθηκαν στις τροχιές τους κι έτσι, το ακανόνιστο διαστρικό νέφος πήρε σιγά-σιγά τη μορφή ενός περιστρεφόμενου αεριώδη δίσκου. Από τη μία άκρη ως την άλλη, ο περιστρεφόμενος δίσκος είχε διάμετρο δύο περίπου τρισεκατομμυρίων χιλιομέτρων, και με την πάροδο του χρόνου στα εξωτερικά του στρώματα δημιουργήθηκαν μικρότερες δίνες και ζώνες.

Εκατομμύρια χρόνια πέρασαν από τότε και οι υπερθερμασμένες σφαίρες των πλανητών άρχισαν να κρυώνουν. Σιγά-σιγά η πίεση του ηλιακού φωτός έδιωξε μακριά τα υπολειπόμενα αέρια, ενώ τα υλικά που είχαν παραμείνει σε τροχιά γύρω από τους πλανήτες συμπυκνώθηκαν σχηματίζοντας τους δορυφόρους τους. Κοντά στον Ήλιο τα υλικά ήταν λιγότερα, και έτσι σχηματίστηκαν μικρότεροι πλανήτες. Πιο μακριά, οι μεγαλύτερες μάζες των πλανητών κατόρθωσαν να συγκρατήσουν τα ελαφρά αέρια από υδρογόνο και ήλιο που σχημάτιζαν το γενεσιουργό νεφέλωμα, και μετετράπησαν έτσι σε αεριώδεις γίγαντες. Τα αέρια και η σκόνη που απέμειναν όμως δεν κατέληξαν όλα στους πλανήτες, σχηματίζοντας έτσι τους αστεροειδείς και του κομήτες που παίζουν το ρόλο του 'αλήτη' ανάμεσα στις τροχιές των πλανητών.

Στο μεταξύ, ο πυρήνας του νέφους είχε φτάσει τη θερμοκρασία των 15 εκατομμυρίων βαθμών Κελσίου. Οι πυρηνικές αντιδράσεις είχαν ήδη αρχίσει να μεταστοιχειώνουν το υδρογόνο σε ήλιο και να μετατρέπουν, κάθε δευτερόλεπτο, 4 εκατομμύρια τόνους ύλης σε ενέργεια. Οι διάφορες ζώνες υλικών που είχαν σχηματιστεί γύρω από τον Ήλιο άρχισαν σιγά-σιγά να συμπτύσσονται και να συμπυκνώνονται, σχηματίζοντας μικρές και μεγάλες υπέρθερμες αεριώδεις σφαίρες που κουβαλούσαν πίσω τους, σαν τεράστιοι κομήτες, τα υπολείμματα των αερίων από τα οποία σχηματίστηκαν. Τα σχηματιζόμενα σώματα δεν απέκτησαν ποτέ την κατάλληλη μάζα για να λάμψουν κάποτε σαν άστρα, κι έτσι το μεγάλωμά τους σταμάτησε, παρέμειναν σκοτεινά και έγιναν πλανήτες

Όταν ο ήλιος έφθασε στο παρόν μέγεθός του - περίπου 4,6 δισεκατομμύρια έτη πριν - ήταν αρκετά καυτός στο εσωτερικό του για να ξεκινήσουν οι πυρηνικές αντιδράσεις που θα τον έκαναν να φλέγεται. Ο ήλιος όμως δεν μπορεί να λάμπει για πάντα, επειδή κάποτε θα καταναλώσει τα καύσιμά του. Οι πυρηνικές αντιδράσεις έχουν μετατρέψει μέχρι σήμερα περίπου το 37% του υδρογόνου σε ήλιο στο κέντρο του. Οι αστρονόμοι υπολογίζουν ότι ο πυρήνας του ήλιου θα τελειώσει το υδρογόνο σε περίπου 7 δισεκατομμύρια έτη.

Σε όλους τους αστέρες άρα και στον ήλιο η ενέργεια παράγεται με την πυρηνική σύντηξη. Το υδρογόνο που υπάρχει στον πυρήνα του μέσω της πυρηνικής σύντηξης μετατρέπεται σε ήλιο. Στην αντίδραση αυτή πρωτόνια συγκρούονται και δημιουργούν πυρήνες ηλίου ενώ ταυτόχρονα απελευθερώνεται ενέργεια με τη μορφή ακτινών γ και νετρίνων. Η αντίδραση αυτή, που ονομάζεται αλυσίδα πρωτονίου-πρωτονίου (p-p), απελευθερώνει ενέργεια 4,2x10-12 J για τη δημιουργία ενός πυρήνα ηλίου. Για να δικαιολογηθεί η φωτεινότητα του ήλιου θα πρέπει ηλιακή μάζα ίση με 140 τρισεκατομμύρια τόνους να μετατρέπεται σε ενέργεια κατά τη διάρκεια ενός χρόνου.

Ή αλλιώς ο ήλιος μας εκπέμπει ενέργεια ίση με 386 δισεκατομμύρια Μegawatts και κάθε δευτερόλεπτο 700.000.000 τόνοι υδρογόνου μετατρέπονται σε 695.000.000 τόνους ηλίου και 5.000.000 τόνους σε ενέργεια με τη μορφή ακτίνων γάμμα. Καθώς ταξιδεύει προς την επιφάνεια η ακτινοβολία συνεχώς απορροφάται και επανεκπέμπεται σε ολοένα μικρότερη θερμοκρασία έτσι ώστε όταν φτάσει στην επιφάνεια να γίνει κυρίως ορατή ακτινοβολία. Για το 20% τουλάχιστον στο δρόμο της προς την επιφάνεια η ενέργεια φέρεται περισσότερο μέσω  μετάδοσης παρά με ακτινοβολία.

Όμως το υδρογόνο που χρησιμοποιείται βρίσκεται κοντά και μέσα στον πυρήνα του ηλίου, δηλαδή μόνο το 10% της ολικής του μάζας. Άρα η ενέργεια που ακτινοβολείται από τον ήλιο προέρχεται από τον πυρήνα του. Γι αυτό και ένα φωτόνιο που γεννήθηκε στον πυρήνα του ηλίου για να καταφέρει να φτάσει στην επιφάνειά του απαιτείται πολύ μεγάλο χρονικό διάστημα, λόγω των συνεχών συγκρούσεων του. Η ανάλυση δείχνει ότι οι ακτίνες που βλέπουμε σήμερα έχουν γεννηθεί πριν από εκατοντάδες χιλιάδες χρόνια.

Αν το υδρογόνο εξαντληθεί τότε θα αρχίσει σε αυτή τη φάση του ήλιου η σύντηξη ηλίου σε βαρύτερα στοιχεία. Φυσικά ο ρυθμός της παραγωγής της ενέργειας θα αλλάξει και όταν θα συμβεί αυτό η διάμετρος, η θερμοκρασία και η λαμπρότητα του ηλίου θα μεταβληθούν. Οι επιστήμονες εκτιμούν πως ο ήλιος θα συνεχίσει να παράγει ενέργεια από τη σύντηξη του υδρογόνου για 5 περίπου δισεκατομμύρια χρόνια ακόμα.

Δεξιά στον ήλιο βρίσκουμε στην φωτόσφαιρα σκοτεινές περιοχές ή κηλίδες με μια θερμοκρασία 3.000 βαθμών μόνο, σε αντίθεση με την φωτόσφαιρα που έχει 6.000 βαθμούς. Οι σκοτεινές κηλίδες έχουν έκταση εκατομμύρια χιλιόμετρα, εμφανίζονται σε ζεύγη ή ομάδες, δημιουργούν μαγνητικά πεδία ενώ διαρκούν αρκετές εβδομάδες. Ο επαναλαμβανόμενος 11-ετής κύκλος των κηλίδων ανακαλύφθηκε για πρώτη φορά από τον Γαλιλαίο.

Ο ήλιος θα γίνεται σταθερά φωτεινότερος καθώς θα περνάει ο χρόνος και θα συσσωρεύεται στον πυρήνα του ολοένα και περισσότερο ήλιο. Όμως μπορεί το υδρογόνο να ελαττώνεται, αλλά ο πυρήνας του ήλιου πρέπει να συνεχίσει να έχει αρκετή πίεση ώστε να μην καταρρεύσει. Ο μόνος τρόπος που μπορεί να το κάνει είναι να αυξηθεί η θερμοκρασία του. Η αύξηση της θερμοκρασίας αυξάνει το ρυθμό με τον οποίο συμβαίνουν οι πυρηνικές αντιδράσεις και έτσι ο ήλιος γίνεται φωτεινότερος. Σε 3 δισεκατομμύρια έτη, ο ήλιος θα είναι αρκετά καυτός ώστε να εξατμιστούν οι ωκεανοί της Γης. Σε τέσσερα δισεκατομμύρια έτη από τότε, ο ήλιος θα έχει καταναλώσει όλο το υδρογόνο του και θα φουσκώσει σαν μπαλόνι, μετατρεπόμενος προς ένα γιγαντιαίο άστρο που θα καταπιεί τον Ερμή. Σε αυτό το σημείο της ζωής του, ο ήλιος θα είναι ένας ερυθρός γίγαντας.

Ο ήλιος θα είναι τότε  2.000 φορές φωτεινότερος από ό,τι είναι τώρα, και αρκετά καυτός ώστε να λειώσει τους γήινους βράχους. Τότε το εξωτερικό ηλιακό σύστημα θα γίνει θερμότερο και πιο κατοικήσιμο. Τα παγωμένα φεγγάρια των γιγαντιαίων εξωτερικών πλανητών μπορούν να θερμανθούν αρκετά ώστε να καλυφθούν από νερό αντί με πάγο.

Όταν ο ερυθρός γίγαντας ήλιος μας καταναλώσει και τα τελευταία του καύσιμα, δεν θα είναι σε θέση πλέον να υποστηρίξει το βάρος των εσωτερικών στρωμάτων του, και θα αρχίσουν να καταρρέουν προς τον πυρήνα, παράγοντας τελικά ένα μικρό, πυκνό, ψυχρό άστρο, που ονομάζεται λευκός νάνος. Ο ήλιος θα έχει έπειτα σχεδόν την ίδια ακτίνα με τη Γη, αλλά αυτό θα είναι περισσότερο πυκνό και με περισσότερη μάζα από τη Γη. Ο ήλιος θα γίνει λευκό νάνο αστέρι περίπου σε 8 δισεκατομμύρια έτη από τώρα. Αφότου γίνει λευκός νάνος, τότε θα ψύχεται αργά-αργά για δισεκατομμύρια έτη. Τελικά όταν θα γίνει πάρα πολύ ψυχρός δεν θα εκπέμπει πλέον φως.  
<---επιστροφή

 


 

Η ΗΛΙΑΚΗ ΑΚΤΙΝΟΒΟΛΙΑ ΚΑΙ ΟΙ ΕΠΙΠΤΩΣΕΙΣ

 

      Η έκθεση του δέρματος στην ηλιακή ακτινοβολία ξεκινάει ουσιαστικά από την γέννησή μας και συνεχίζεται σε όλη τη ζωή, καθημερινά και σε ποικίλη ένταση.
      Στον Ήλιο, το πυρακτωμένο άστρο που αποτελεί το κέντρο του ηλιακού συστήματος οφείλεται η εμφάνιση και η εξέλιξη της ζωής στον πλανήτη Γη. Καθοριστικό ρόλο παίζει η απόσταση της Γης από τον Ήλιο (κατά μέσο όρο 150 εκατομμύρια χιλιομέτρα). Αν η Γη κινείτο σε τροχιές παραπλήσιες του Aρη ή της Αφροδίτης (δηλαδή πιο μακριά ή πιο κοντά από τον Ήλιο αντίστοιχα), η ζωή δεν θα είχε εμφανιστεί. Ο ήλιος δημιούργησε τη ζωή και είναι απαραίτητος για τη διατήρησή της, αλλά μπορεί και να την βλάψει, όπως εκφράζεται συμβολικά στο μύθο του Δαίδαλου και του Ίκαρου με την πτώση του τελευταίου όταν πλησίασε "περισσότερο από όσο επιτρεπόταν" τον Ήλιο.
      Ο ήλιος εκπέμπει πολλούς τύπους ακτινοβολίας αλλά η ακτινοβολία που φτάνει στην επιφάνεια της Γης και αφορά το δέρμα, συνίσταται από ηλεκτρομαγνητική ενέργεια με μήκος κύματος μεταξύ 290 nm και 3000 nm.
      Το κομμάτι αυτό της ηλιακής ακτινοβολίας, διακρίνεται σε 3 τμήματα ("μπάντες"): το ορατό φως (με τα γνωστά χρώματα που ξεχωρίζουν στο ουράνιο τόξο ή σ' ένα πρίσμα), την αόρατη υπεριώδη ακτινοβολία (UltaViolet = UV) που βρίσκεται κάτω από το Ιώδες χρώμα και την επίσης αόρατη υπέρυθρη ακτινοβολία που βρίσκεται πάνω από το Ερυθρό χρώμα.
      Το ορατό φως και η υπέρυθρη ακτινοβολία είναι σχετικά αθώες για το δέρμα (αν και μπορούν να προκαλέσουν αύξηση της θερμοκρασίας, και ηλίαση σε υπερβολική έκθεση καθώς και ξήρανση του δέρματος και σπανιότερα φωτοευαισθησία).
      Η υπεριώδης ακτινοβολία (UV) είναι η περισσότερο βλαπτική στο δέρμα και διακρίνεται σε 3 μικρότερα τμήματα, UVA - UVB - UVC. Το όζον (Ο3) που σχηματίζει ένα στρώμα στην στρατόσφαιρα είναι ένα σωτήριο φίλτρο για την υπεριώδη ακτινοβολία, αφού εμποδίζει σημαντικό ποσοστό της να φθάσει στην επιφάνεια της γης. Δυστυχώς μία από τις επιπτώσεις του ανθρώπινου "πολιτισμού" στο περιβάλλον, είναι η συνεχιζόμενη τις τελευταίες δεκαετίες καταστροφή του στρώματος αυτού από ουσίες που βρίσκονται στα αέρια των ψυγείων και τα διάφορα αεροζόλ-σπρέϋ που κυκλοφορούν στο εμπόριο. Έτσι αποδυναμώνεται όλο και περισσότερο η προστατευτική του δράση, κάτι που στο μέλλον θα αποκτήσει ολοένα και αυξανόμενη σημασία. Επίσης ένα μέρος της ηλιακής ακτινοβολίας απορροφάται και από την υπόλοιπη ατμόσφαιρα (οξυγόνο, σταγονίδια νερού). Σημειώνεται ότι οι ακτίνιες UVA διαπερνούν τα τζάμια και διεισδύουν βαθύτερα στο δέρμα, οι ακτίνες UVΒ απορροφώνται από τα κοινά τζάμια και οι ακτίνες UVC δεν φθάνουν καθόλου στην επιφάνεια της γης (απορροφώνται 100% από το όζον), αλλά μπορεί να παραχθούν από τεχνητές συσκευές υπεριωδών ακτίνων (solarium).
      Η ποσότητα της υπεριώδους ακτινοβολίας που θα φθάσει τελικά στο δέρμα, εξαρτάται από: την διάρκεια έκθεσης στον ήλιο, την ένταση των ακτίνων (ώρα, εποχή, υψόμετρο, γεωγραφικό πλάτος) και τη λήψη ή όχι μέτρων προστασίας     
<---επιστροφή

 


 

 

Χρόνος εκτέλεσης : 0.143 δευτερόλεπτα