CẤU TẠO, HOẠT ĐỘNG VÀ NĂNG LƯỢNG MẶT TRỜI

SỞ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TỈNH KIÊN GIANG
TRƯỜNG THPT NGUYỄN HÙNG SƠN
Thứ sáu, ngày 2 tháng 9 năm 2016

412
5
3


I – MẶT TRỜI LÀ GÌ ?


I – MẶT TRỜI LÀ GÌ ?
Mặt Trời được hình thành cách đây
khoảng 4,57 tỉ năm khi đám mây
phân tử hydro tích tụ dần lại. Mặt
Trời là ngôi sao ở trung tâm Hệ
Mặt Trời, chiếm khoảng 99,86%
khối lượng của Hệ Mặt Trời.Trái
Đất và các thiên thể khác như các
hành tinh, tiểu hành tinh, thiên
thạch, sao chổi, và bụi quay quanh
Mặt Trời. Khoảng cách trung bình
giữa Mặt Trời và Trái Đất xấp xỉ
149,6 triệu kilômét (1 Đơn vị thiên
văn AU).


I – CẤU TẠO, ĐẶC ĐIỂM
1. CẤU TRÚC BÊN TRONG VÀ BẦU KHÍ QUYỂN
 Mặt trời có dạng hình cầu

gần hoàn hảo.
 Phần có thể nhìn thấy của
Mặt Trời có nhiệt độ khoảng
5.500 độ C, trong khi nhiệt độ
ở lõi đạt tới hơn 15 triệu độ C,
được tạo ra từ những phản
ứng hạt nhân.


1. CẤU TRÚC BÊN TRONG VÀ BẦU KHÍ QUYỂN

Mặt Trời và bầu khí quyển của nó được phân
chia thành một số vùng và lớp. Bên trong Mặt
Trời, tính từ trong ra ngoài là: phần lõi, vùng bức
xạ và vùng đối lưu. Bầu khí quyển của Mặt Trời
bao gồm quang quyển (vết đen Mặt Trời), sắc
quyển, vùng chuyển tiếp và vành nhật hoa.
Bên cạnh đó là gió Mặt Trời - dòng
khí thổi ra từ vành nhật hoa và vòng
Plasma.


1. Lõi
2. Vùng bức xạ
3. Vùng đối lưu
4. Quang quyển
5. Sắc quyển
6. Vành nhật hoa
7. Vết đen Mặt Trời
8. Hạt quang quyển

9. Vòng plasma


2. THÀNH PHẦN HÓA HỌC
Cũng giống như hầu hết các ngôi sao khác, Mặt Trời
được cấu tạo chủ yếu bởi hidro và heli. Gần như tất cả
phần còn lại của Mặt Trời đều được cấu tạo từ 7
nguyên tố khác: oxy, cacbon, neon, nitơ, magie, sắt và
silic. Cứ mỗi 1 triệu nguyên tử hidro thì có 98.000
nguyên tử heli, 850 nguyên tử oxi, 360 nguyên tử
cacbon, 120 nguyên tử neon, 110 nguyên tử nitơ, 40
nguyên tử magie, 35 nguyên tử sắt và 35 nguyên tử
silic. Dù vậy, hidro là nguyên tố nhẹ nhất
nên nó chỉ chiếm khoảng 72% khối
lượng Mặt Trời, trong khi đó heli chiếm
tận 26%.


2. THÀNH PHẦN HÓA HỌC


3. TỪ TRƯỜNG

Từ trường của Mặt Trời phải do các dòng điện trong lòng
Mặt Trời tạo ra. Nhiều nguyên tử trong khí Mặt Trời bị ion
hoá. Khi các electron và các hạt mang điện chuyển động
tương đối đối với các nguyên tử và các ion, sẽ có các dòng
điện xuất hiện trong lòng Mặt Trời.
Từ trường của Mặt Trời tập trung vào một khu vực nhỏ nên
sức mạnh có thể đạt đến mạnh gấp 3000 lần từ trường của

Trái Đất.
  Nút thắc và vòng xoắn trong từ trường rất mạnh mẽ Tạo
nên những biến dạng trên Mặt Trời đồng thời tạo ra các vết
đen Mặt Trời và các vụ phun trào hùng vĩ được gọi là các tai
lửa và những vụ phun trào tầng nhật hoa. Tai lửa là những vụ
phun trào dữ dội nhất trong Hệ Mặt Trời.


Cứ 11 năm, từ trường của mặt trời sẽ đổi cực cho nhau


4. VẾT ĐEN MẶT TRỜI
Vết đen Mặt Trời là các khu vực tối trên bề mặt Mặt
Trời. Độ sáng bề mặt của vết đen vào khoảng 1/4 độ
sáng của những vùng xung quanh (độ sáng này là rất
nguy hiểm đối với mắt người). Nguyên nhân xuất hiện
vết đen là do nhiệt độ của chúng thấp hơn các vùng
xung quanh (nhiệt độ vết đen vào khoảng 4000 đến
5000 K, theo định luật Stefan-Boltzmann, trong khi
vùng xung quanh vào khoảng 6000 K), một hiện tượng
gây ra bởi các biến đổi từ trường rất mạnh
trên Mặt Trời. Trong quá trình phát t
triển, từ trường của vết đen cũng tăng dần.


Vết đen của Mặt Trời
và chuyển động khí quanh vết đen


II – HOẠT ĐỘNG

1. CHU KÌ MẶT TRỜI
Chu kỳ Mặt Trời là chu kì mà số lượng vết đen Mặt
Trời thay đổi về số lượng. Chu kì được giới hạn
bởi Năm Mặt trời hoạt động (năm có nhiều vết đen
nhất) và Năm Mặt Trời tĩnh (năm có ít vết đen
nhất). Điều này đã được những quan sát thiên văn
từ thế kỷ XIX đến nay xác định. Thực ra, chu kì
Mặt Trời chỉ là một nửa của chu kì 22
năm. Trong khoảng thời gian xảy ra
chu kỳ Mặt Trời, từ trường của Mặt
Trời có thể hoàn toàn đảo ngược.


II – HOẠT ĐỘNG
1. CHU KÌ MẶT TRỜI
Chu kỳ Mặt Trời có ảnh hưởng lớn đến thời tiết
không gian, và cũng như khí hậu trên Trái Đất do
độ sáng có mối quan hệ trực tiếp với hoạt động từ
trường. Cực tiểu hoạt động của Mặt Trời có xu
hướng tương quan với nhiệt độ lạnh hơn, và lâu hơn
so với các chu kỳ mặt trời trung bình có xu hướng
tương quan đến nhiệt độ nóng hơn.


1. CHU KÌ MẶT TRỜI

Lịch sử quan sát các vết đen mặt trời trong
vòng 250 năm gần đây, cho thấy chu kỳ Mặt
Trời khoảng ~11 năm.

2. QUỸ ĐẠO CHUYỂN ĐỘNG
Nó có quỹ đạo khoảng 25.000 năm ánh sáng từ lõi
thiên hà, hoàn thành một chu kỳ quay mỗi 250 triệu
năm hoặc hơn. 
Quỹ đạo của Mặt Trời xung quanh Ngân Hà được cho
là dạng elip có một chút nhiễu do các nhánh xoắn ốc và
sự phân bố khối lượng không đồng nhất của thiên hà.
Thêm vào đó, Mặt Trời dao động lên và xuống so
với mặt phẳng thiên hà khoảng 2,7 lần
trong một quỹ đạo. Đều này tương tự với
một dao động điều hòa đơn giản không có
lực kéo nào.



3. CHIẾU SÁNG VÀ TỎA NHIỆT

Xem “Phim khoa học về Mặt Trời”


III – NĂNG LƯỢNG MẶT TRỜI
Ánh sáng nói riêng, hay bức xạ điện từ nói chung, từ
bề mặt của Mặt Trời được xem là nguồn năng
lượng chính cho Trái Đất. Hằng số năng lượng Mặt
Trời được tính bằng công suất của lượng bức xạ trực
tiếp chiếu trên một đơn vị diện tích bề mặt Trái Đất;
nó bằng khoảng 1370 Watt trên một mét vuông. Ánh
sáng Mặt Trời bị hấp thụ một phần trên bầu khí quyển
Trái Đất, nên một phần nhỏ hơn tới được bề mặt Trái

Đất, gần 1.000 Watt/m² năng lượng Mặt Trời tới Trái
Đất trong điều kiện trời quang đãng khi Mặt Trời ở
gần thiên đỉnh. Năng lượng này có thể dùng vào các
quá trình tự nhiên hay nhân tạo.



ỨNG DỤNG CỦA NĂNG
LƯỢNG MẶT TRỜI
1. NHIỆT MẶT TRỜI
a) Nước nóng :
Hệ thống nước nóng năng lượng mặt trời sử dụng
ánh sáng mặt trời để làm nóng nước. 
 Các loại phổ biến nhất của máy nước nóng năng
lượng mặt trời được sơ tán thu ống (44%) và thu gom
tấm kính phẳng (34%) thường được sử dụng nước
nóng trong nước; và các tấm thu không tráng nhựa
(21%) sử dụng chủ yếu để làm nóng bể bơi.



b) Hệ thống sưởi ấm, làm mát và thông gió :
Một ống khói năng lượng mặt trời
(hoặc ống khói nhiệt, trong bối cảnh
này) là một hệ thống thông gió năng
lượng mặt trời thụ động bao gồm
một trục thẳng đứng kết nối nội thất
và ngoại thất của một tòa nhà. Do sự
nóng lên của ống khói, không khí
bên trong được đun nóng gây ra

một updraft kéo không khí thông
qua tòa nhà. Hiệu suất có thể được
cải thiện bằng cách sử dụng kính và
vật liệu nhiệt khối theo cách bắt
chước nhà kính.


c) Xử lí nước :
Chưng cất năng lượng mặt trời có thể được sử
dụng để làm cho mặn hoặc nước lợ uống được. 
Năng lượng mặt trời có thể được sử dụng
trong một ao nước ổn định để điều trị nước
thải mà không có hóa chất hoặc điện. 


d) Nấu ăn :
Bếp năng lượng mặt trời sử dụng ánh sáng mặt trời để
nấu nướng, làm khô và khử trùng. Chúng có thể được
nhóm lại thành ba loại lớn: bếp hộp, bếp tấm và bếp
phản xạ. Bếp năng lượng mặt trời đơn giản nhất là bếp
hộp đầu tiên được xây dựng bởi Horace de Saussure vào
năm 1767. Bếp hộp cơ bản bao gồm một thùng cách
nhiệt có nắp đậy trong suốt. Nó có thể được sử dụng
hiệu quả với bầu trời u ám một phần và thường sẽ đạt
đến nhiệt độ 90-150 °C.