第一章-太阳能基础知识说课讲解

太阳
太阳是一个主要 由氢和氦组成的炽 热的气体火球
半径：6.96x105km （地球半径的109倍）
质量：约为1.99x1027t （地球质量的33万倍）
表面有效温度：5762K 中心区域温度：几千万度
太阳的能量主要来源于氢聚变成氦的聚变反应， 每 秒 有 6.57x1011kg 的 氢 聚 合 生 成 6.53x1011kg 的 氦，连续产生3.90x1023kW的能量。
第一章-太阳能基础知识
第一章 太阳能基础知识
教学要求：
（1） 了解太阳能的热核反应、 太阳常数的概念、太阳的物质形态、散射的概念、 大气的散射和吸收、地球对太阳辐射的几种反射、
太阳能的热储存方式、光敏电阻的工作原理， 太阳能的特点。
（2） 理解太阳的主要组成元素、 太阳高度角和方位角的概念、太阳光谱的分布、
温度：约1500万 K 压力：约2500亿atm 密度：约158 g/cm3
占总能量的99%
对流 辐射
向外辐射
太阳的结构
2、辐射区
在核反应区外面，所属范围从0.25～0.8R，温度下 降到13万度，密度下降为0.079 g/cm3，在太阳核心 产生的能量通过这个区域由辐射传输出去。
3、对流区
在辐射区外面，所属范围从0.8～1.0R，温度下降为 5000K，密度为10-8 g/cm3，能量主要靠对流传播。
第一章 太阳能基础知识
太阳光谱能量分布、可见光的波段范围、 太阳直接辐射和散射辐射的概念、 光生伏打效应的概念。 （3）重点掌握太阳的基本参数、 太阳能的几种常用转换形式
（包括光热转换、光电转换及光与生物质能的转换）、 地球对太阳辐射的几种反射。
第一章 太阳能基础知识
教学重点：
太阳辐射、太阳能的吸收、转换与储存。
一、太阳的构造
太阳
内球：内球的外层是出于对流之中的流体区域
太阳大气
光球层：平常能看见的部分
色球层：最外面一层密度很小的 日冕，形状不规则。
太阳系
太阳是离地 球最近的一颗 恒星，也是太 阳系的中心天 体，位于离银 河系中心约3 万光年。它的 质量占太阳系 总质量的 99.865%。
太阳系
太阳也是太阳 系里唯一自己 发光的天体， 它给地球带来 光和热。没有 太阳光的辐射， 地面的温度将 很快地降低到 接近绝对零度。
黑子
光球层
太阳活动高峰年、太阳活动低峰年， 11年为周期。地球气候变化。
耀斑、 日珥 色球层
磁暴，影响短波通讯，干扰电子设 备，甚至威胁宇航器。
太阳风 日冕层
极光
太阳活动对地球的影响
出现时间 太阳活动的影响
产生原因
黑子、耀 斑增多时
无线电短波受干扰甚 至中断
出现“磁暴”现象
两极高空出现极光
太阳活动发射的电 磁波扰动地球大气 层(其中的电离层)
太阳大气抛出的高 能带电粒子扰动地 球磁场
太阳大气抛出的高 能带电粒子与极地 高空大气碰撞产生
影响地球气候变化
尚在研究中
§1-1 太阳能的来源
二、太阳的主要成分
氢：78％
太阳的主要成分
氧 :20％
§1-2 太 阳 常 数
地球除自转外并以椭圆形轨道绕太阳运行
地球与太阳之间的距离不是一个常数
地球大气层上界的太阳辐射强度 随日地间距离的不同而不同 由于日地间的距离很大，其相对变化量是很小的，由 此引起的太阳辐射强度的相对变化不超过±3.4%。这就意 Fra Baidu bibliotek着地球大气层外的太阳辐射强度几乎是一个常数。
这些能量以 电磁波的形式 以 3x105km/s 的速度穿越太 空射向四面八 方。地球只接 收到总辐射的 22亿分之一。
太阳的结构
由内向外 内部分为核心层（日核）、 辐射层、对流层 大气层又分为光球层、色 球层及日冕
核反应区 辐射区 对流区 太阳大气
太阳的结构
太阳的结构
1、核反应区
太阳半径25%（即0.25R）的区域内，是太阳的核心， 集中了太阳一半以上的质量。
层位 次置
太阳外部结构表
概念
厚 亮温 度 度度
太阳活动
光
明亮发光的太
球
阳表面
由
逐 逐逐
色 里 光球外呈玫瑰 渐 渐 渐 球 到 色的大气 变 变 变
外
厚 弱高
日 冕
色球外很稀薄 的完全电离的
太阳大气
黑子 耀斑
太阳 活动 主要 标志
日珥
太阳风
太阳活动对地球的影响
活动形 太阳大 式 气层
对地球的影响
对流区及其里面的部分是看不见的，它们的性 质只能靠同观测相符合的理论计算来确定。
太阳的结构
4、太阳大气
光球：太阳大气最底层，厚度约为500km。太阳的全部光 能几乎全从这个层次发出。太阳的连续光谱基本上就是光球 的光谱，太阳光谱内地吸收线基本上也是在这一层内形成。
色球：太阳大气的中层，是光 球向外延伸到几千公里高度。
教学难点：
太阳光谱的分布、太阳辐射的分类、太阳能的转换形式。
§1-1 太阳能的来源
太阳科普知识
太阳是一颗自己会发光的恒星，它源源不断地把光和 热送给地球，使世界上的作物生长，是地球上生命和 能量的来源。我们生活的地球，围着太阳运动，形成 了日、夜和四季。太阳是一个大火球，日珥是喷出太 阳表现的巨大红色火焰；黑子是炽热的气体漩涡，因 为温度比周围低，所以看起来暗些。而日食的形成则 是当地球、月亮和太阳处于一条直线上，月亮的阴影 将太阳遮住而出现的天文现象。
§1-1 太阳能的来源
太阳的作用是很大的：
第一，太阳能的蕴藏量可以说是用不完，而且 不会产生废气污染环境。
第二，皮肤需要阳光，日光浴对身体有好处， 小孩老人孕妇都需要晒太阳，阳光中的紫外线 也有杀菌能力。
第三，太阳能带来光照，使地球的大气循环， 使日夜四季的轮替，使地球冷暖产生变化。
§1-1 太阳能的来源
日冕：太阳大气最外层，为极 端稀薄的气体壳，可延伸到几 个太阳半径之远。
该分层仅有形式意义，各层 之间并不存在明显界限。
太阳大气环
日冕层—太阳风
太
阳 大
色球层—耀斑，日珥
气
层 光球层—黑子
太阳内部
太阳大气结构及太阳活动示意图
§1-1 太阳能的来源
§1-1 太阳能的来源
§1-1 太阳能的来源
§1-1 太阳能的来源
太 阳
太阳概况
1.什么是太阳 辐射?
2.太阳辐射的能 量有多大?
3.为什么太阳有如此 4.太阳辐射对地球和人
巨大的能量?
类有什么影响?
太阳辐射大约只有二十二亿 分之一到达地球。
太阳辐射
太阳是一个巨大炽热的气体球， 主要成分是氢和氦，表面温度约
为6000K 。
在日地平均距离条件下， 在地球大气上界，垂直于太 阳光线的1平方厘米面积上， 1分钟接受到的太阳辐射能量， 称为太阳常数。