กำลังแสดงผล 1 ถึง 2 จากทั้งหมด 2

หัวข้อ: ดวงอาทิตย์.. ดวงไฟพลังงานของโลก

  1. #1
    ผู้ช่วยผู้ใหญ่บ้านมหา สัญลักษณ์ของ sompoi
    วันที่สมัคร
    Mar 2007
    ที่อยู่
    japan
    กระทู้
    6,363
    บล็อก
    23

    ดวงอาทิตย์.. ดวงไฟพลังงานของโลก

    ดวงอาทิตย์.. ดวงไฟพลังงานของโลก


    ในโลกมีพลังงานหลากหลายรูปแบบ ทั้งจากน้ำ ลม ซากฟอสซิล และแสงแดด แต่พลังงานส่วนใหญ่บนโลกนั้นมาจากดวงไฟที่อยู่ไกลจาก เราออกไปเกือบ 150 ล้านกิโลเมตร ดวงไฟนั้นคือ “ดวงอาทิตย์” ที่โลกเราประทับอยู่ในตำแหน่งที่เหมาะเจาะพอ จนได้รับประโยชน์จากศูนย์กลางของระบบสุริยะดวงนี้

    ดวงอาทิตย์เป็นดาวฤกษ์ที่ให้ทั้งแสงสว่าง ความร้อนและพลังงานแก่โลก องค์ประกอบส่วนใหญ่เป็นก๊าซและเป็นก๊าซที่ไวต่ออำนาจ แม่เหล็ก ซึ่งนักวิทยาศาสตร์ให้ชื่อก๊าซที่มีลักษณะพิเศษนี้ว่ า “พลาสมา” (Plasma) เมื่อเทียบกับโลกแล้วมีรัศมีเป็น 109 เท่าของรัศมีโลก คือประมาณ 695,500 กิโลเมตร อุณหภูมิเฉลี่ยของผิวอยู่ที่ 5,500 องศาเซลเซียส แต่อุณหภูมิที่ใจกลางสูงถึง 15 ล้านองศาเซลเซียส

    โลกโคจรรอบดวงอาทิตย์ด้วยระยะห่าง 149,600,000 กิโลเมตร ทว่าไม่ใช่เพียงแค่โลกและดาวเคราะห์อีก 7 ดวง ที่โคจรรอบดวงอาทิตย์ แต่ยังมีดวงจันทร์ทั้งหลายของดาวเคราะห์ต่างๆ ดาวเคราะห์น้อยอีกนับหมื่นดวง และดาวหางอีกกว่าแสนล้านดวงที่โคจรรอบดวงอาทิตย์ ซึ่งทั้งหมดอยู่ในระบบสุริยะ

    มวลของระบบสุริยะรวมอยู่ที่ดวงอาทิตย์ถึง 99.8% คือ 2 พันล้านล้านล้านล้านตัน แต่ความหนาแน่นของดวงอาทิตย์น้อยกว่า 1 ใน 3 ของความหนาแน่นเฉลี่ยของโลก โดยมีความหนาแน่นประมาณ 1.4 กรัมต่อลูกบาศก์เซนติเมตร หรือคิดเป็น 1.4 เท่าความหนาแน่นของน้ำ

    องค์ประกอบของดวงอาทิตย์ก็ไม่ต่างจากดาวดวงอื่นมากนั ก โดย มีธาตุ “ไฮโดรเจน” เป็นองค์ประกอบหลักในสัดส่วน 94% ส่วนธาตุรองลงไปคือ “ฮีเลียม” และยังมีธาตุอื่นๆ อีกในปริมาณเล็กน้อยในสัดส่วน 0.1% ได้แก่ ออกซิเจน คาร์บอน นีออน ไนโตรเจนแมกนีเซียม เหล็กและซิลิกอน แต่เนื่องจากไฮโดรเจนเป็นธาตุเบาที่สุด เมื่อคิดเป็นมวลแล้วจึงมีสัดส่วนเพียง 72% ส่วนฮีเลียมมีสัดส่วนมวลอยู่ที่ 26%

    กะเทาะเปลือกดวงอาทิตย์

    ดวงอาทิตย์มีองค์ประกอบอยู่หลายชั้นจากในสุดออกมาถึง ชั้นนอกสุด ดังนี้
    - แกนหรือใจกลางดวงอาทิตย์ (Core) มีรัศมีเป็น 1 ใน 4 ของระยะทางจากศูนย์กลางถึงพื้นผิว และแม้มีปริมาตรเพียง 2% ของปริมาตรทั้งหมด แต่มีมวลเกือบครึ่งของดวงดาว โดยมีความหนาแน่นถึง 150 ต่อลูกบาศก์เซนติเมตร ซึ่งหนาแน่นมากกว่าตะกั่วถึง 15 เท่า มีอุณหภูมิสูงสุดกว่า 15 ล้านองศาเซลเซียส

    - เขตแผ่รังสี (Radioactive zone) อยู่รอบๆ แกนกลางดวงอาทิตย์ ห่างวัดจากจุดศูนย์กลางดวงอาทิตย์ถึงขอบนอกสุดของชั้ นจะเป็น 70% ของระยะทางถึงผิวดวงอาทิตย์ คิดเป็น 32% ของปริมาตรดวงอาทิตย์ทั้งหมด และคิดเป็นมวล 48% ของดวงอาทิตย์ สำหรับเขตนี้ เป็นบริเวณที่มีโฟตอนเคลื่อนผ่านจากใจกลางดวงอาทิตย์ แต่ด้วยความหนาแน่นของอนุภาคก๊าซในชั้นบรรยากาศนี้ ทำให้โฟตอนต้องใช้เวลานานถึง 1 ล้านปีกว่าจะผ่านออกมาได้

    - เขตพาความร้อน (Convection zone) เป็นชั้นที่มีปริมาตรถึง 66% ของปริมาตรดวงอาทิตย์ทั้งหมด แต่มีมวลเพียง 2% โดยชั้นบนสุดมีความหนาแน่นเกือบเป็นศูนย์ มีอุณหภูมิประมาณ 5,800 องศาเซลเซียส ในชั้นนี้มี “เซลล์พาความร้อน” (Convection cell) ซึ่งมีอุณหภูมิสูงมาก

    ส่วนชั้นบรรยากาศของดวงอาทิตย์ประกอบด้วย ชั้นโฟโตสเฟียร์ (Photosphere) ชั้นโครโมสเฟียร์ (Chromosphere) และชั้นโคโรนา (Corona) ซึ่งเป็นชั้นบรรยากาศนอกสุด และลมสุริยะเกิดขึ้นในชั้นโคโรนานี้ ทำให้มีสายธารของก๊าซพวยพุ่งออกด้านนอก

    ทั้งนี้นักดาราศาสตร์ไม่สามารถมองเข้าไปในดวงอาทิตย์ ได้โดยตรง จึงต้องอาศัยการศึกษาภายในของดวงอาทิตย์ด้วยวิธีทางอ ้อม ซึ่งความรู้บางอย่างเกี่ยวกับดวงอาทิตย์เกิดขึ้นจากก ารสังเกตคุณสมบัติในภาพรวม และบางความรู้เกิดขึ้นจากการคำนวณปรากฏการณ์ ที่สร้างขึ้นในบริเวณที่สามารถสังเกตได้

    ปฏิกิริยานิวเคลียร์สร้างพลังงานให้ดวงไฟสุริยะ

    พลังงานที่เกิดขึ้นบนดวงอาทิตย์นั้นมาจากปฏิกิริยานิ วเคลียร์ฟิวชัน ซึ่งเกิดขึ้นลึกลงไปในใจกลางของดวงอาทิตย์ เนื่องจากที่ใจกลางดวงอาทิตย์นั้นร้อนและหนาแน่นมาก โดยปฏิกิริยานิวเคลียร์ฟิวชันเป็นปฏิกิริยาที่นิวเคล ียสของ 2 อะตอมมารวมกัน แล้วเกิดเป็นนิวเคลียสใหม่ แต่เนื่องจากนิวเคลียสนั้นมีประจุเป็นบวก นิวเคลียสจึงมีแนวโน้มที่จะผลักกัน หากแต่อุณหภูมิและความหนาแน่นที่สูงมาก ทำให้นิวเคลียสสามารถหลอมรวมกันได้

    กระบวนการนิวเคลียร์ฟิวชันส่วนใหญ่ที่เกิดขึ้นบนดวงอ าทิตย์นั้น เริ่มขึ้นจากนิวเคลียสไฮโดรเจนซึ่งมีโปรตอนเพียง 1 ตัว ถูกรวมเข้ากับนิวเคลียสของไฮโดรเจนอีกตัว ซึ่งนิวเคลียสจากอนุภาค 2 ตัวจะรวมกัน แล้วเกิดปฏิกิริยาที่เกิดนิวเคลียสจากอนุภาค 3 ตัวรวมกัน และ 4 ตัวรวมกันในที่สุด ซึ่งในกระบวนการที่เกิดขึ้น ยังได้อนุภาคที่เป็นกลางทางไฟฟ้าที่เรียกว่า “นิวทริโน” (Neutrino) ดังนั้นสุดท้ายแล้วจะได้นิวเคลียสของธาตุที่มีโปรตอน 2 ตัวและนิวตรอน 2 ตัว ซึ่งเป็นนิวเคลียสของธาตุฮีเลียม

    หากแต่มวลของนิวเคลียสที่เกิดขึ้นนั้นน้อยกว่ามวลของ นิวเคลียส 4 ตัวซึ่งตัวตั้งต้น โดยมวลที่หายไปนั้นถูกเปลี่ยนไปเป็นพลังงาน ซึ่งพลังงานทั้งหมดที่เกิดขึ้นนั้นสามารถคำนวณได้จาก สมการอันโด่งดังของ อัลเบิร์ต ไอน์สไตน์ นั่นคือ E=mc2 โดย E เป็นสัญลักษณ์ของพลังงาน, m เป็นสัญลักษณ์ของมวลที่หายไปแล้วถูกเปลี่ยนเป็นพลังง าน และ c เป็นสัญลักษณ์ของความเร็วแสง

    ส่งพลังงานสู่โลกด้วยคลื่นแม่เหล็กไฟฟ้า

    พลังงานส่วนใหญ่ที่ถูกส่งออกมาจากดวงอาทิตย์นั้นเป็น พลังงานในรูปของแสงที่มองเห็นได้และรังสีอินฟราเรดที ่ทำให้เรารู้สึกร้อน ซึ่งทั้งแสงที่เรามองเห็นได้และรังสีอินฟราเรดต่างเป ็นคลื่นแม่เหล็กไฟฟ้า ทั้งนี้คลื่นแม่เหล็กไฟฟ้ามีระดับพลังงานทั้งหมด 6 แถบซึ่งมีแถบพลังงานที่แตกต่างกัน ไล่จากระดับพลังงานต่ำสุดไปถึงระดับพลังงานสูงสุด ได้แก่ คลื่นวิทยุ รังสีอินฟราเรด แสงที่ตามองเห็น รังสีอัลตราไวโอเลต รังสีเอ็กซ์ และรังสีแกมมา และยังมีคลื่นไมโครเวฟซึ่งเป็นวิทยุพลังงานสูงด้วย

    ทั้งนี้ดวงอาทิตย์ปลดปล่อยคลื่นแม่เหล็กไฟฟ้าในทุกย่ านพลังงานออกมา ซึ่งคลื่นแม่เหล็กไฟฟ้าเหล่านั้นต่างเคลื่อนที่ในอวก าศด้วยความเร็วเดียวกันซึ่งรู้จักกันทั่วไปว่า “ความเร็วแสง” คือประมาณ 3 แสนกิโลเมตรต่อวินาที และด้วยความเร็วระดับนี้ทำให้โฟตอนหรืออนุภาคแสงเดิน ทางจากดวงอาทิตย์มายังโลกด้วยเวลาเพียง 8 นาที และคลื่นแม่เหล็กไฟฟ้าที่เดินทางมาถึงชั้นบรรยากาศนอ กสุดของโลกนั้นมีกำลังไฟฟ้าประมาณ 1,370 วัตต์ต่อตารางเมตร

    หากแต่มีพลังงานเพียง 40% เท่านั้นที่ลงมาถึงพื้นผิวโลก ซึ่งส่วนใหญ่เป็นพลังงานจากคลื่นวิทยุ ส่วนแสงที่ตามองเห็นและรังสีอินฟราเรดบางส่วน รังสีอัลตราไวโอเลตเกือบทั้งหมดและรังสีเอ็กซ์ทั้งหม ดถูกชั้นบรรยากาศของโลกกันไว้

    นอกจากคลื่นแม่เหล็กไฟฟ้าแล้ว ดวงอาทิตย์ยังส่งอนุภาคโปรตอนและอิเล็กตรอนออกมาด้วย แต่อนุภาคเหล่านี้เมื่อเคลื่อนเข้ามาใกล้โลก จะถูกสนามแม่เหล็กของโลกป้องกันไว้ ไม่ให้อนุภาคเหล่านี้ลงมาถึงพื้นโลกได้

    แต่ถ้ามีความเข้มของอนุภาคมากอย่าง “การลุกจ้า” (Flare) จากชั้นบรรยากาศของดวงอาทิตย์ก็อาจทำให้อนุภาคเหล่าน ั้นลงมาถึงพื้นผิวโลกได้ เรียกอนุภาคเหล่านั้นว่า “รังสีคอสมิก” ซึ่งส่วนใหญ่จะเป็นอนุภาคโปรตอน แต่บางครั้งก็มีอิเล็กตรอนด้วย ซึ่งความเข้มของอนุภาคเหล่านี้มีพลังงานสูงมากพอที่จ ะทำอันตรายนักบินอวกาศหรือดาวเทียมที่อยู่ในวงโคจรได ้

    การลุกจ้านั้นเป็นการปะทุที่รุนแรงที่สุดในระบบสุริย ะ ส่วนการปลดปล่อยมวลจากชั้นโคโรนาซึ่งเป็นชั้นบรรยากา ศของดวงอาทิตย์นั้นมีความรุนแรงน้อยกว่า โดยการปลดปล่อยมวลเพียงครั้งเดียวทำให้มีสสารพวยพุ่ง สู่อวกาศถึง 1.8 หมื่นล้านตัน

    สนามแม่เหล็กบนดวงอาทิตย์เกิดจากการเคลื่อนที่ของเซล ล์นำพาความร้อน ซึ่งวัตถุที่มีประจุใดๆ ก็ตามสามารถสร้างสนามแม่เหล็กขึ้นได้จากการเคลื่อนที ่ และเซลล์นำพาความร้อนที่ประกอบด้วยไอออนบวกและอิเล็ก ตรอน ได้เคลื่อนที่อย่างอิสระแล้วทำให้เกิดสนามแม่เหล็กขึ ้นบนดวงอาทิตย์ แต่บางพื้นที่ของดวงอาทิตย์ก็มีสนามแม่เหล็กเข้มกว่า สนามแม่เหล็กอื่นๆ ได้หลายพันเท่า ซึ่งพื้นที่เหล่านั้นทำให้เกิดเส้นสนามแม่เหล็กที่เค ลื่อนที่เป็นวงบนพื้นผิวดวงอาทิตย์ ทำให้เกิดขั้วแม่เหล็กเหนือ-ใต้
    ที่ปลายเส้นสนามแม่เหล็กแต่ละจุดคือ “จุดมืด” (Sunspot) ซึ่งจำนวนของจุดมืดนี้ขึ้นอยู่กับความบิดเบี้ยวของสน ามแม่เหล็ก การเปลี่ยนแปลงของจำนวนจุดมืดจากน้อยสุดไปมากสุด แล้วกลับมาน้อยนั้นเรียกว่า “วัฏจักรจุดมืด” (Sunspot cycle) ซึ่งมีช่วงเวลาเฉลี่ยประมาณ 11 ปี

    ดวงอาทิตย์ของเรานั้นเกิดมาแล้ว 4.6 พันล้านปี และมีเชื้อเพลิงนิวเคลียร์เพียงพอที่จะใช้ต่อไปอีก 5 พันล้านปี ตอนนี้ดวงอาทิตย์ของเราก็เดินทางมาเกือบถึงครึ่งหนึ่ งของชีวิตแล้ว หลังจากหมดเชื้อเพลิงสำหรับปฏิกิริยานิวเคลียร์แล้ว ดาวฤกษ์ของเราจะขยายตัวกลายเป็น “ดาวยักษ์แดง” (Red giant) ซึ่งจะขยายใหญ่ จนดูดกลืนดาวเคราะห์ที่อยู่ใกล้ๆ รวมถึงโลกเราด้วย

    จากนั้นเปลือกนอกของดวงอาทิตย์จะหลุดออกไป เหลือเพียงใจกลางที่จะยุบตัวลงเป็นวัตถุที่เรียกว่า “ดาวแคระขาว” (White dwarf) ที่ร้อนจัดและมีแสงจ้า แล้วค่อยๆ จางลงในที่สุด ซึ่งบางครั้งอาจเป็น “ดาวแคระดำ” (Black dwarf) ก้อนมวลสาร น่าเสียดายที่โลกของเราอาจจะไม่ได้เป็นประจักษ์พยานใ นวันเวลาที่ดวงอาทิตย์ดับ

    * อ้างอิงข้อมูลจาก องค์การบริหารการบินอวกาศสหรัฐฯ (นาซา)

    เครดิต.จันทร์เจ้าขา ดอทคอม
    แก้ไขครั้งสุดท้ายโดย sompoi; 08-02-2010 at 11:24.


  2. #2
    แบ่งปันความรู้และประสบการณ์ สัญลักษณ์ของ บ่าวเคน
    วันที่สมัคร
    Jun 2009
    ที่อยู่
    อุบลฯ เมืองดอกบัวงาม
    กระทู้
    372
    น่าคึดเนาะครับว่า หากบ่มีดวงอาทิตย์คือสิบ่มีโลก บ่มีสิ่งมีชีวิต บ่มีตัวเฮาที่ได้เกิดมา ถ้าเกิดพายุสุริยะ อีหลี โลกสิอยู่จั่งได๋ แต่ผมว่าจั่งได๋ๆ กะทำตัวเองให้ดี ใช้ชีวิตให่มีความสุข และทำโตให้เป็นประโยชน์ต่อโลกกะพอแล้วเนาะ

Tags for this Thread

กฎการส่งข้อความ

  • You may not post new threads
  • You may not post replies
  • You may not post attachments
  • You may not edit your posts
  •