Fakta om solen
Materia, energi
Solen är ett gasklot, dock egentligen plasma som består av väte, helium, kol och syre. http://www.robotbyn.se/solsystemet/sun.php (2010-02-09)
Plasma är en elektriskt laddad gas. Det är det fjärde aggregationstillståndet utöver fast, flytande och gas. Plasma uppstår när man hettar upp gas till en mycket hög temperatur, det blir då så varmt att elektronerna kokar, vilket leder till att elektronerna lossnar från atomerna. (Hewitt, 2002).
”I solen är det vanligen fyra atomkärnor av grundämnet väte som smälter ihop (fusionerar) till en atomkärna av grundämnet helium.” (Newth, 1995, s. 28)
I solens centrum är temperaturen cirka 15 miljoner grader Celsius. Denna höga temperatur gör så att atomkärnorna och elektronerna delar på sig och far omkring med enorm hastighet. När två atomkärnor kolliderar i solens inre blir sammanstötningens kraft så stark att de smälts samman. Detta resulterar i att en ny atomkärna bildas. Endast en liten del av materian, knappt 1 %, fattas. Det är denna saknade materia som förvandlats till energi. Denna form av energiprodukt kallar fysikerna för fusion, namnet är latinskt och betyder sammansmältning. (Newth, 1995)
Fakta om solen enligt Newth (1995)
• Massa 1 989 000 000 000 000 000 000 000 000 000 kg.
På grund av fusionen minskar massan med 4 000 000 000 kg/sek.
Solens massa är 330 000 gånger jordens massa.
• Diameter: 1 392 000 km (109 gånger jordens diameter).
• Temperatur i kärnan: 15 000 000 grader Celsius.
• Temperatur i fotosfären (ytan): 5 500 grader Celsius.
• Energiutstrålning: 383 000 000 000 000 000 000 000 000 watt.
Solfläckar
Materia
På solens yta finns mörka fläckar som kallas för solfläckar. Detta beror på att solen är kallare i just de områdena. När det är mycket solfläckar så innebär det att solen är varmare än normalt vilket resulterar i att fler ytor är kallare och därmed yttrar sig mörka solfläckar. Solfläckarna har perioder på 11 år ungefär.
Solfläckar har varit känt i många hundra år. När det är solnedgång och solen syns förstorad på grund av ljusbrytningseffekter i atmosfären kan man titta mot solen då ögat inte bländas. I detta skede kan man stundtals utan hjälp av instrument och kikare se större solfläckar med blotta ögat.
Forskare har länge haft svårt att förklara fenomenet kring solfläckar, men man anser dock att de orsakas av inhomogeniteter (oregelbundenheter) som betyder oregelbundenheter i solens magnetfält. Något som dock ändå står oklart är huruvida dessa inomogeniter uppstår.
Materia, energi
Solen är ett gasklot, dock egentligen plasma som består av väte, helium, kol och syre. http://www.robotbyn.se/solsystemet/sun.php (2010-02-09)
Plasma är en elektriskt laddad gas. Det är det fjärde aggregationstillståndet utöver fast, flytande och gas. Plasma uppstår när man hettar upp gas till en mycket hög temperatur, det blir då så varmt att elektronerna kokar, vilket leder till att elektronerna lossnar från atomerna. (Hewitt, 2002).
”I solen är det vanligen fyra atomkärnor av grundämnet väte som smälter ihop (fusionerar) till en atomkärna av grundämnet helium.” (Newth, 1995, s. 28)
I solens centrum är temperaturen cirka 15 miljoner grader Celsius. Denna höga temperatur gör så att atomkärnorna och elektronerna delar på sig och far omkring med enorm hastighet. När två atomkärnor kolliderar i solens inre blir sammanstötningens kraft så stark att de smälts samman. Detta resulterar i att en ny atomkärna bildas. Endast en liten del av materian, knappt 1 %, fattas. Det är denna saknade materia som förvandlats till energi. Denna form av energiprodukt kallar fysikerna för fusion, namnet är latinskt och betyder sammansmältning. (Newth, 1995)
Fakta om solen enligt Newth (1995)
• Massa 1 989 000 000 000 000 000 000 000 000 000 kg.
På grund av fusionen minskar massan med 4 000 000 000 kg/sek.
Solens massa är 330 000 gånger jordens massa.
• Diameter: 1 392 000 km (109 gånger jordens diameter).
• Temperatur i kärnan: 15 000 000 grader Celsius.
• Temperatur i fotosfären (ytan): 5 500 grader Celsius.
• Energiutstrålning: 383 000 000 000 000 000 000 000 000 watt.
Solfläckar
Materia
På solens yta finns mörka fläckar som kallas för solfläckar. Detta beror på att solen är kallare i just de områdena. När det är mycket solfläckar så innebär det att solen är varmare än normalt vilket resulterar i att fler ytor är kallare och därmed yttrar sig mörka solfläckar. Solfläckarna har perioder på 11 år ungefär.
Solfläckar har varit känt i många hundra år. När det är solnedgång och solen syns förstorad på grund av ljusbrytningseffekter i atmosfären kan man titta mot solen då ögat inte bländas. I detta skede kan man stundtals utan hjälp av instrument och kikare se större solfläckar med blotta ögat.
Forskare har länge haft svårt att förklara fenomenet kring solfläckar, men man anser dock att de orsakas av inhomogeniteter (oregelbundenheter) som betyder oregelbundenheter i solens magnetfält. Något som dock ändå står oklart är huruvida dessa inomogeniter uppstår.
http://solarscience.msfc.nasa.gov/SunspotCycle.shtml (2010-03-18)
Elektromagnetisk strålning
Materia, energi
Elektromagnetisk strålning
Materia, energi
Solen som är vår närmaste stjärna ger vår jord elektromagnetisk strålning som vi uppfattar som ljus, energi och värme (Rådbo, 1998).
Det finns olika typer av elektromagnetisk strålning. Elektromagnetisk strålning är en vågrörelse som består av elektriska och magnetiska fält som breder ut sig i en viss riktning. Exempel på olika elektromagnetiska strålningar är radiovågor, mikrovågor, infrarött, synligt ljus, ultraviolett, röntgenstrålning och gammastrålning (Alphonce, 2001).
De elektromagnetiska vågorna ändrar våglängd beroende på vilken strålning det är. Ju längre våglängder desto lägre energi avges. UV, så kallad ultraviolett strålning, synligt ljus och IR, så kallat infraröd strålning, uppstår framförallt med hjälp av solen. Av all den elektromagnetiska strålningen som finns är det endast en mycket liten del som ögat kan uppfatta som något synligt. Det synliga ljuset är det vi uppfattar som färgspektrumet. Den övriga elektromagnetiska strålningen kan vi inte uppfatta med hjälp av synen (NASA, 2010).
Fotosyntesen på land
Liv, energi och materia
• ”Fotosyntesen är antagligen den viktigaste kemiska processen på jorden”
(Sjöberg, 2010, s. 407)
• Fotosyntes betyder ljussammansättning.
http://www.naturskolan.lund.se/blad/blad64-klimat/naturskolebladet___nr_64.htm
(2010-04-03)
• Alla växter har fotosyntes, exempel på växter är träd, blommor, gräs och alger. En växt är en organism som inte har förmågan att förflytta sig, däremot kan de tillgodogöra sig vissa oorganiska ämnen. Växter är vanligen försedda med ett rotsystem, stjälk eller stam, blad och blomma.
http://www-vaxten.slu.se/index2.html (2010-04-03)
Fotosyntesen fungerar bara med hjälp av solenergi. Energin i solljuset fångas upp av klorofyllfyllda celldelar som kallas kloroplaster. Solenergin gör så att klorofyllet kan omvandla koldioxid och vatten till glukos (kolhydrat/druvsocker) och syre. Glukosen ger i sin tur energi till hela trädet. Inuti bladen bildas stärkelse (stärkelse är en kolhydrat och finns i t.ex. potatis, pasta och ris) detta sker genom att en del av glukosen omvandlas till just stärkelse. Stärkelsen hålls kvar i bladet som en energireserv. För att trädet ska få näring så transporteras den största delen av glukosen som lösts upp i vatten genom bladnerverna, ut ur bladet och genom hela trädet. Den resterande glukosen tar sig till trädets rötter där den omvandlas till stärkelse. Det är denna stärkelse som under vintern är trädets näringsreserv, stärkelsen är också en näringsreserv inför vårens lövsprickning (knoppningen). Syret avges i luften genom klyvöppningar på bladets undersida.
http://www.sli.se/prodimages/00/media/FIL/69818.pdf (2010-03-25)
Fotosyntesen sker alltså i de gröna kloroplasterna på växten. För att koldioxiden ska kunna komma in i bladet finns små klyvöppningar på bladets undersida. Koldioxid kommer in i bladet och ut ur bladet kommer syrgas. Trädet har ett ledningssystem som gör att hela trädet får tillgång till socker. Det socker som bildas i bladen transporteras genom barken till trädets rötter, detta gör att även trädets rötter kan växa. För att trädets krona ska få vatten suger rötterna upp vatten som transporteras genom stammen och upp till kronan och sedan ut i bladen.
Fotosyntesreaktionen
Koldioxid + vatten + energi – > syrgas + druvsocker
6CO2 + 6H2O + energi (solljus) – > 6O2 + C6H12O6
Cellandningsreaktionen
Syre + druvsocker – -> koldioxid + vatten + energi.
6O2 + C6H12O6 – -> 6CO2 + 6H2O + energi
Fotosyntesens motsats är cellandningen. Växterna utsöndrar syrgas och druvsocker som människor och djur behöver.
(2010-03-22)
Fotosyntes i havet
Liv, Energi, Materia
Fotosyntes i havet
Liv, Energi, Materia
Det är tillgången på ljus som påverkar fotosyntesen i havet. Detta är alltså primärproduktionen, den viktigaste faktorn. Solljuset avtar med djupet, vilket gör att fotosyntesen (produktionen) avtar med djupet. När solljus träffar havsytan återkastas en del direkt, detta upplever vi då som solglitter. Men det mesta av solljuset tränger dock in genom havsytan och då bildas en interaktion tillsammans med vattenmolekylerna. Av det ljus som sprids tillbaka från rent och klart havsvatten är det mesta blått och spektrumets röda del absorberas.
Färgen på vatten kan även påverkas av andra moment. Ett exempel på detta är fytoplankton som är ett samlingsnamn för vissa bakterier och olika alger. Fytoplankton är ett viktigt första led i närningskedjorna i såväl sött som salt vatten. Anledningen till detta är att de är föda för djurplankton som i sin tur är föda åt andra djur. Fytoplankton innehåller även det gröna ämnet klorofyll som används vid organismers fotosyntes. Det finns en grundidé bakom satellitregistrering av fytoplankton. Forskare menar att ju högre koncentrationen av fytoplankton, desto grönare är vattnet.
Ungefär 50 % av växtvärldens fotsyntes anses fytoplankton svara för, vilket spelar en betydelsefull roll i kolatomens kretslopp. Utbytet av koldioxid är i balans vid gränsytan mellan vatten och atmosfär. När fytoplankton använder koldioxid för sin fotosyntes minskar koncentrationen av gasen i vattnet, vilket gör att mer kan absorberas. När fytoplankton dör sjunker de till botten och bäddas in i marina sediment. Detta betyder att kolatomerna i dess biomassa inte återvänder till omgivningen som koldioxid på grund av nedbrytning. Därför kan man alltså säga att haven är en sänka för koldioxid. Om det fanns mindre fytoplankton så skulle det finnas mer koldioxid i vår atmosfär.
(2010-03-10)
Lagring av solenergi
Materia, energi och teknik
Det finns nu ett sätt att lagra solenergi som forskare vid Massachusetts Institute of Technology (MIT) har upptäckt. De har kommit på att man kan göra en konstgjord fotosyntes som man kan ha i sitt eget hus. Forskarna hävdar att man kan försörja hela jordens befolkning med energi under ett helt år med den solenergi som når jordytan under en timme. Av denna anledning har man länge velat använda sig av lagring av solenergi. Metoden innebär att vätgas och syrgas skapas med den resterande energi som kommer från solcellspanelerna. Man använder sig av en katalysator i form av kobolt, fosfat och en elektrod i vatten, när elektricitet går genom elektroden produceras syrgas ur vattnet. Vätgas skapas samtidigt i en annan katalysator, exempelvis i form av platina. Gaserna lagras i separata tankar för att sedan kombineras i en bränslecell. Processen sker i rumstemperatur med vanligt vatten. Solcellerna används som vanligt när solen är uppe, men när den försvinner används den lagrade syrgasen och vätgasen. Gaserna kombineras i en bränslecell som skapar elektricitet till huset. Forskarna tror att denna teknik kommer nå ut till allmänheten inom tio år. För mer information om detta hänvisar vi till denna sida.
Lagring av solenergi
Materia, energi och teknik
Det finns nu ett sätt att lagra solenergi som forskare vid Massachusetts Institute of Technology (MIT) har upptäckt. De har kommit på att man kan göra en konstgjord fotosyntes som man kan ha i sitt eget hus. Forskarna hävdar att man kan försörja hela jordens befolkning med energi under ett helt år med den solenergi som når jordytan under en timme. Av denna anledning har man länge velat använda sig av lagring av solenergi. Metoden innebär att vätgas och syrgas skapas med den resterande energi som kommer från solcellspanelerna. Man använder sig av en katalysator i form av kobolt, fosfat och en elektrod i vatten, när elektricitet går genom elektroden produceras syrgas ur vattnet. Vätgas skapas samtidigt i en annan katalysator, exempelvis i form av platina. Gaserna lagras i separata tankar för att sedan kombineras i en bränslecell. Processen sker i rumstemperatur med vanligt vatten. Solcellerna används som vanligt när solen är uppe, men när den försvinner används den lagrade syrgasen och vätgasen. Gaserna kombineras i en bränslecell som skapar elektricitet till huset. Forskarna tror att denna teknik kommer nå ut till allmänheten inom tio år. För mer information om detta hänvisar vi till denna sida.
http://www.etn.se/index.php?option=com_content&view=article&id=47134 (2010-04-07)
Solceller
Materia, energi, teknik
Solceller omvandlar solljuset till el, detta i form av likström. Den elektriska el som bildas av solljus i solcellen sker utan några delar som rör sig, det behövs inget bränsle och det ger heller inga utsläpp. Solceller säljs i solcellsmoduler med 36 seriekopplade solceller, detta för att få en högre volt. Livslängden på en solcellsmodul är 25 år.
Solcellen tillverkas av kisel som är ett halvledarmaterial. Kiselskivorna är cirka 10x10 cm och har en tjocklek på några tiondels millimeter. En procent av cellens framsida är täckt av tunna metallkontakter, framsidan exponeras för solljuset. Baksidan av cellen är helt täckt av metall, när sedan solljuset träffar cellen uppstår en elektrisk spänning mellan cellens fram och baksida. Om man då har kopplat en ledning mellan fram och baksidans metallkontakter uppstår en ström av elektroner. När elektronerna gått igenom till exempel en lampa eller radio, alltså en elektrisk apparat och är på väg tillbaka till solcellen kan man dra nytta av den producerade strömmen.
http://www.energimyndigheten.se/sv/energifakta/Energikallor/Sol--/Fakta-om-solceller/ (2010-03-29)
Solceller som fungerar som taktegel
Teknik
Solceller som fungerar som taktegel
Teknik
I illustrerad vetenskap går det att läsa om hur solceller kan användas som taktegel på hus. Författaren skriver att användandet av solpaneler alltid hämmats på grund av att de varit opraktiska. Ett amerikanskt företag vid namn Dow har skapat en solcell som kan ersätta de gamla takteglen. Detta arbete kan dagens hantverkare utföra på en bråkdel av den tid det krävs för de nuvarande solcellpanelerna. Det tar ungefär 22-30 timmar att installera de nuvarande solpanelerna men dock bara 9 timmar att installera den nya modellen som Dow utformat. Företaget poängterar också att det kan bli uppemot 30-40% billigare. Detta är enligt tidningen glada nyheter för alla de människor som vill minska elräkningen med hjälp av solen.
http://illvet.se/teknik/energi-transport/solceller-fungerar-som-taktegel (2010.02.26)
Solenergianläggning för att skapa el, värme och kyla
Teknik
Härnösand använder en solenergianläggning för att skapa el, värme och dessutom kyla och detta genereras med hjälp av solceller. Härnösands sjukhus är det första i hela världen som åstadkommit detta.
På sjukhustaket finns det fyra solfångare och dessa ger el och varmvatten. Det finns också en parabol på taket som följer solen. Parabolen koncentrerar solljuset till små, kompakta solceller som skapar el. Samtidigt som det sker leds vatten som ska kylas genom anläggningen. Det avkylda vattnet förs i sin tur vidare till en klimatanläggning där värmeenergin från solen bevaras i salt och kan sedan pumpas ut som värme eller kyla.
Detta har tillverkats av två företag där det ena företaget, Absolicon, tillverkat hybridsolfångare som ger både el och värme, medan det andra företaget, Climatewell, arbetat fram en teknik som kan lagra solvärme i salt och omvandla den bevarade värmen till kyla. Dessa två företag bestämde sig för att göra ett försök att kombinera sina produkter och därmed utvecklade de en solenergianläggning för att skapa just el, värme och kyla på en och samma gång – de lyckades (nyteknik.se, 11/4-2010).
Solrymdssonder
Teknik
Lundstedt (2004) berättar att rymdsonden Solar heliospheric observatory (SOHO) sköts upp i rymden 2 december 1995. SOHO har tolv instrument och är därmed den mest avancerade solrymdssonden sedan Skylab i mitten av sjuttiotalet. Ombord SOHO finns tre instrument för studier av solens inre, sex instrument för studier av solens korona (solens lysande ”atmosfär”). Det finns också tre instrument för studier av solvinden. Med hjälp av dessa instrument kan forskare studera orsaken till ett solfenomen under ytan. De kan utforska hur solfenomenet utbreder sig genom koronan för att sedan nå fram till jorden. Detta kan ge forskarna en bild över hur det påverkar förhållanden i jordens atmosfär men också på teknologiska system. Med hjälp av SOHO kan alltså forskarna studera hela kedjan av händelser som har sin utgångspunkt i solen.
Den 10 februari i år skickades ännu en rymdsond upp till rymden, solar dynamic observatory. Den skall hjälpa forskarna att observera och analysera solens beteende ytterligare. SDO kommer att bidra till att forskarna får en större inblick i solens påverkan på jorden genom att studera dess atmosfär. NASA beskriver att SDO kommer att hjälpa dem att förstå varför och hur solens magnetiska fält förändras. Den fotograferar även bilder av solen som sedan sänds tillbaka till jorden. SDO kommer även att utforska de aktiviteter på solen som kan störa GPS- kommunikation, orsaka fel på elnät och sätta satelliter ur funktion.
A.I.C. (1989). Fotosyntesen. Tillgänglig på internet: http://www.human-academy.com/vetenskaper/naturvetenskap/Fotosyntesen.asp [Hämtad 10.03.22].
Alphonce, Rune (red.) (2001). Fysik för gymnasieskolan. B. 2. uppl. Stockholm: Natur och Kultur.
Elektroniktidningen (2008). Lagra solenergi med konstgjord fotosyntes. Tillgänglig på internet: http://www.etn.se/index.php?option=com_content&view=article&id=47134 [hämtad 10.04.07].
Energimyndigheten (2008). Fakta om solceller. Tillgänglig på internet: http://www.energimyndigheten.se/sv/energifakta/Energikallor/Sol--/Fakta-om-solceller/ [hämtad 10.03.29].
Filmo (2006). Fotosyntesen – en livsviktig process 9 – 11 år. Tillgänglig på internet: http://www.sli.se/prodimages/00/media/FIL/69818.pdf [Hämtad 10.03.25].
Illustrerad vetenskap (2009). Solceller fungerar som taktegel. Tillgänglig på internet: http://illvet.se/teknik/energi-transport/solceller-fungerar-som-taktegel [Hämtad: 10.02.26].
Johansson, S. (1981). Lätt att hitta – Runt i naturen. Sveriges Utbildningsradios förlag AB.
Hewitt, P.G. (2002). Conceptual Physics (9th ed.). San Francisco : Addison-Wesley.
Lundstedt, H. (2004). Solen – klimatet – människan. Svenska sällskapet för antropologi och geografi: Stockholm.
Sjöberg, S. (2010). Naturvetenskap som allmänbildning – en kritisk ämnesdidaktik. Lund: Studentlitteratur.
NASA (2010). Electromagnetic Spectrum – Introduction. Tillgänglig på internet: http://imagine.gsfc.nasa.gov/docs/science/know_l1/emspectrum.html [Hämtad 10.03.08].
NASA (2010). Solar dynamic observatory. Tillgänglig på internet: http://sdo.gsfc.nasa.gov/ [Hämtad: 10.02.24].
NASA (2010). The sunspot cycle. Tillgänglig på internet: http://solarscience.msfc.nasa.gov/SunspotCycle.shtml [Hämtad 10.03.18].
Na-Serv (2010) Fotosyntesen i hav och på land. Tillgänglig på internet:
http://na-serv.did.gu.se/helhetssyn/kap13A.html [Hämtad: 10.03.10].
Naturskolebladet Nr 64:2007. Fotosyntesen och klimatförändringen. Tillgänglig på internet: http://www.naturskolan.lund.se/blad/blad64-klimat/naturskolebladet___nr_64.htm [Hämtat 10.04.03].
Naturvårdsverket. (2006). Tillståndet i miljön. Tillgänglig på internet: http://www.naturvardsverket.se/upload/02_tillstandet_i_miljon/Miljoovervakning/undersokn_typ/hav/primprod.pdf [Hämtad: 10.03.10].
Newth, E. (1995). Solen – vår närmaste stjärna. Stockholm: BonnierCarlsen.
Rådbo, Marie (1998). Runt i rymden: till alla frågvisa. Stockholm: Opal
SLU. Växten och Marken – ett 3D Äventyr. Tillgänglig på internet: http://www-vaxten.slu.se/index2.html [Hämtad: 10.04.03].
Öberg, B. (2006). Solen. Tillgänglig på internet: http://www.robotbyn.se/solsystemet/sun.php [Hämtad 10.02.29].
Inga kommentarer:
Skicka en kommentar