太阳 教学课件

太阳的科学与神奇第一章认识太阳太阳是什么？太阳是距离地球最近的恒星，是我们太阳系的中心它是一个巨大的气体球体，主要由氢和氦组成，不断进行着核聚变反应，释放出巨大的能量太阳的直径约为万公里，是地球直径的倍如果把太阳比作一个139109篮球，那么地球只相当于一粒芝麻大小太阳的结构核心辐射层与对流层光球、色球和日冕太阳的中心区域，温度高达万摄氏核心产生的能量首先通过辐射层向外传1500度，压力极大在这里，氢原子不断融合递，这个过程可能需要数万年之后进入成氦原子，释放出巨大能量，这就是核聚对流层，热物质上升，冷物质下沉，形成变反应对流太阳的内部结构太阳的能量来源太阳能量的核心来源是核聚变反应在太阳核心极高的温度和压力下，四个氢原子核（质子）融合成一个氦原子核，同时释放出巨大能量这个过程每秒释放的能量相当于亿颗核弹同时爆炸太阳每秒钟约消10耗亿吨氢，转化为亿吨氦，差额的万吨物质转化为能量

65.96400太阳光与热太阳辐射的组成光的旅程太阳光是一种电磁波，包含多种不同波长的辐射可见光（我们能看太阳光以每秒万公里的速度传播，从太阳到达地球表面约需分钟308到的彩虹色光谱）、紫外线（能导致皮肤晒黑和晒伤）、红外线（我秒这意味着我们看到的太阳实际上是分钟前的样子如果太阳208们感受到的热量）以及射线等突然熄灭，我们要分钟后才会知道X8第二章太阳与地球的关系太阳如何影响地球？能量提供者光合作用的动力太阳提供地球的能量，维持适宜温植物利用太阳光进行光合作用，制造有机

99.98%度，驱动水循环和大气运动这是地球上所物，释放氧气，形成食物链的基础，支持地有生命赖以生存的基础条件球上所有生态系统空间天气影响气候调节者太阳辐射不均匀，造成赤道与极地温差，驱动全球大气环流和洋流系统，形成各种气候带和天气现象地球绕太阳运动地球绕太阳公转一周需要约天，这构成了一个自然年地球的公

365.25转轨道是一个略微扁平的椭圆，太阳位于其中一个焦点上地球与太阳的平均距离约为亿公里，这个距离被定义为一个天文单

1.5位（）AU地球绕太阳公转的速度约为每秒公里，是音速的倍地球一边绕太3088阳公转，一边以每天一周的速度自转日出日落与时间日出日落变化太阳时与钟表时历法与节气太阳升起和落下的时间因地理位置和季节而太阳时是基于太阳在天空中的位置，当太阳异在赤道附近，全年日夜长短接近均等；达到最高点时为正午钟表时（标准时间）越接近极地，夏季白昼越长，冬季黑夜越则是人为划分的时区系统，使同一时区内所长有地方使用统一时间地球的四季变化地球绕太阳公转形成四季变化的主要原因是地轴倾斜约度这使得地球在公转过程中，南北半球轮流接收更多的太阳光照

23.5太阳黑子与太阳风太阳黑子太阳黑子是太阳表面温度较低的区域，因此看起来较暗它们通常成对出现，是太阳强烈磁场活动的标志太阳黑子数量呈现约年的周期性变化，称为太阳活动周期在太阳11活动高峰期，黑子数量增多，太阳爆发和耀斑也更为频繁太阳风太阳黑子通常比周围区域温度低约，直径可达数万公里1500℃太阳风是从太阳向外喷射的高能带电粒子流，主要由质子和电子组成，以每秒公里的速度穿越太阳系400-750太阳风与地球磁场相互作用，形成磁层，保护地球免受有害宇宙射线侵袭同时，太阳风粒子与高层大气作用产生绚丽的极光第三章太阳能的利用太阳能是什么？×

1.7410¹⁷100000每秒能量瓦人类能源需求倍数污染排放太阳每秒向地球表面照射的能量总量，相当于全到达地球表面的太阳能是人类当前能源需求的一太阳能利用过程中不产生温室气体或有害物质排球年耗电量的两万倍万多倍放太阳能电池板的工作原理电子激发光子吸收光子能量使硅材料中的电子从价带跃迁到导带，形成自由电子和空穴太阳光中的光子被太阳能电池材料（通常是硅）吸收电流形成电场分离电子通过外部电路流动，形成电流，可以驱动电器工作由P型和N型硅形成的PN结产生内建电场，使电子和空穴分离太阳能的应用实例太阳能发电站太阳能热水器太阳能灯具与设备大型太阳能发电站可以提供数百兆瓦的电力，满利用太阳辐射直接加热水源，是最简单高效的太足成千上万家庭的用电需求中国青海共和光伏阳能应用中国是世界上太阳能热水器应用最广产业园是世界上最大的太阳能发电基地之一泛的国家，超过万户家庭使用7000太阳能的优势与挑战太阳能的优势太阳能面临的挑战清洁无污染，不产生温室气体排放间歇性受天气、昼夜交替影响，能源供应不稳定••资源丰富，取之不尽，用之不竭能量密度低需要大面积收集才能获得较高功率••分布广泛，几乎在地球任何地方都可利用储能问题需要配套高效储能系统才能解决间歇性••维护成本低，使用寿命长初始投资高虽然长期经济，但前期成本较高••模块化设计，可大可小，适应不同需求转换效率当前技术下转换效率仍有较大提升空间••不受资源价格波动影响，长期经济效益好•太阳能发电的未来随着技术进步和成本下降，太阳能发电正在全球范围内迅速普及截至年，全球太阳能装机容量已超过吉瓦，中国以超过吉瓦的装机20231000400量位居世界第一第四章太阳的文化与科学探索太阳在文化中的象征意义中国文化埃及文化太阳象征阳刚、帝王权威古代帝王被称为天子，是上天在人间的太阳神拉（）是埃及最重要的神祇之一，被视为万物之父和光明的Ra代表传说中的夸父追日和后羿射日反映了古人对太阳的敬畏与化身法老被认为是太阳神的后裔，拥有神圣权力向往希腊文化美洲文化赫利俄斯（）驾驶太阳战车横跨天空，每天从东方升起，西方阿兹特克人崇拜太阳神乌伊齐洛波奇特利，为保证太阳升起而进行人Helios落下阿波罗作为光明和艺术之神，也与太阳有密切联系祭印加帝国自称太阳之子，建造精密的太阳庙太阳相关的节日与传说冬至节夏至庆典太阳崇拜仪式中国传统节气，北半球太阳高度角最小的一欧洲尤其是北欧国家的传统庆典，庆祝一年许多古代文明如玛雅、印加和埃及都有复杂天古时有冬至大如年之说，人们会吃饺中白昼最长的日子人们在仲夏夜点燃篝的太阳崇拜仪式英国的巨石阵就是一个太子、汤圆等食物，祈求来年阳气回升，万物火，载歌载舞，以迎接光明与丰收阳观测装置，夏至日出时阳光正好穿过特定复苏石柱间的缝隙现代太阳观测卫星（年发射）SOHO1995太阳和日球层观测卫星，是欧空局和美国航天局合作项目它位于日地拉格朗日点L1，持续观测太阳活动和太阳风，已发现超过3000颗彗星（年发射）SDO2010太阳动力学观测卫星，每天收集超过

1.5TB的太阳数据，以多个波长观测太阳表面和大气层，监测太阳磁场变化，预测太阳活动（年发射）Parker SolarProbe2018帕克太阳探测器，史上最接近太阳的人造物体，将多次飞掠太阳，最近距离达到约690万公里，直接研究太阳日冕和太阳风（年发射）Solar Orbiter2020太阳观测的科学突破太阳风的发现太阳黑子周期年，美国物理学家尤金帕克首次提出太阳风的概念，预测太阳大气世纪，德国天文学家亨利希施瓦贝发现太阳黑子数量约每年变化一1958·19·11不断向外流动这一理论在年被人造卫星探测器证实，彻底改变了次后来研究表明，这一周期与太阳磁场变化密切相关，太阳磁场每196222人类对太阳大气和行星际空间的认识年完成一次极性反转这一发现帮助人类预测太阳活动高峰期太阳振荡学日冕加热之谜通过研究太阳表面的震动模式，科学家们能够推断太阳内部结构和动力太阳表面温度约度，但外层大气日冕温度却高达万度，这一现6000100学过程，就像地震学家利用地震波研究地球内部一样这一领域自象长期困扰科学家近年来，纳米耀斑理论和磁重联过程为解释这一现1960年代发展至今，极大地增进了人类对太阳内部的了解象提供了新思路，但完整答案仍在探索中揭秘太阳活动太阳并非平静的天体，而是充满动态活动的恒星强大的磁场活动导致各种壮观的太阳现象1太阳耀斑2日冕物质抛射3日珥太阳表面突然释放的巨大能量爆发，可太阳大气中的大规模物质被抛射到太空沿着太阳磁力线悬浮在日冕中的巨大气在短短几分钟内释放相当于数十亿颗氢中的现象这些带电粒子云如果朝向地体结构，温度相对较低，在特殊观测条弹爆炸的能量强烈的耀斑会释放高能球，会引起地磁暴，导致极光增强，甚件下可见有些日珥可以稳定存在数周粒子和电磁辐射，干扰地球上的通信系至威胁电网安全和卫星运行或数月，高度可达数十万公里统第五章保护地球，珍惜太阳能可持续发展的重要选择太阳能与环保90%碳排放减少与燃煤发电相比，太阳能发电可减少约90%的碳排放99%水资源节约与传统发电方式相比，太阳能光伏发电节水率高达99%以上75%空气污染物减少每千瓦时太阳能发电可减少约75%的氮氧化物和二氧化硫排放大力发展太阳能等可再生能源是应对气候变化的重要手段中国承诺在2030年前实现碳达峰，2060年前实现碳中和，而太阳能将在这一进程中发挥核心作用据国际能源署预测，到2050年，太阳能发电有望占全球电力供应的近三分之一未来的太阳能技术12高效太阳能电池建筑一体化光伏钙钛矿太阳能电池已在实验室达到以上的转换效率，且制造成太阳能电池将直接集成到建筑材料中，如光伏玻璃窗、太阳能瓦片和25%本低廉；多结太阳能电池通过叠加多层不同材料，可捕获更广谱的阳幕墙，使建筑物本身成为发电站这不仅节省土地资源，还能提高建光，效率最高可达；未来的有机太阳能电池将更加灵活、轻筑能源自给率，实现近零能耗建筑47%便34先进储能系统太阳能制氢新型电池技术如固态电池、流体电池将大幅提高储能容量和寿命；抽利用太阳能直接分解水制取氢气，或通过光伏发电电解水产氢，为难水蓄能、压缩空气储能等大规模储能技术将更广泛应用；智能电网和以电气化的工业和交通领域提供清洁能源绿氢将成为实现碳中和的虚拟电厂将优化太阳能并网和调度关键路径之一你我如何利用太阳能？个人能源选择教育与宣传社区参与选择可再生能源电力计划；安装家用太学习和分享太阳能知识；参与或组织太支持社区太阳能项目；参与能源合作阳能系统；使用太阳能小型设备如太阳阳能科普活动；支持学校和社区的太阳社；鼓励当地政府和企业采用太阳能；能充电器、灯具等；优先购买使用太阳能教育项目；向亲友介绍太阳能的环保通过社交媒体或社区活动分享太阳能使能等绿色能源生产的产品和经济价值用体验和成果每个人的选择都很重要通过支持和使用太阳能，我们共同构建一个更清洁、更可持续的能源未来研究表明，如果全球的家庭安装太阳能系50%统，可减少约的碳排放25%太阳永恒的光与热，生命的源泉阳光普照，万物生长太阳不仅是宇宙奇迹，更是人类未来的希望从远古时代的神话崇拜，到现代科学的深入探索；从简单的热能利用，到先进的光伏发电技术，太阳始终与人类文明紧密相连太阳不仅支撑着地球上所有生命的存在，也为人类提供了取之不尽、用之不竭的清洁能源在应对气候变化、实现可持续发展的全球挑战面前，太阳能源的重要性日益凸显让我们尊重自然规律，善用太阳恩赐，携手共建一个清洁、低碳、可持续的美好未来！。