Starojuma pētījumi un Saules enerģijas izmantošana. Fotosintēze

Ieskats Saules izpētes vēsturē. Jau senās tautas ir izturējušās ar dziļu cieņu pret Sauli. To pierāda vēstures liecības. Senajā Ēģiptē pielūdza daudzas dievības. Pēc franču zinātnieka Ž. Bosjē vārdiem, „ēģiptiešiem viss bija dievības, izņemot pašu dievu”. Taču ar laiku stāvoklis mainījās. 14. gs. p.m.ē. Ēģiptē valdīja faraons Amenhoteps IV. Kļuvis par faraonu, Amenhoteps IV iedibināja jaunu kultu (Atona kultu), kurā pielūdza Sauli, un pieņēma vārdu Ehnatons (Atona kalps). Pieminekļos šis dievs tika attēlots ar disku un stariem. Saules dievināšana bija izplatīta arī Babilonijā, Amerikā un starp citām senām tautām.
Saule vienmēr ir izraisījusi cilvēku interesi. Jau ar pirmo optisko instrumentu parādīšanos tie tika izmantoti Saules izpētei.
• 350. g. p.m.ē. reģistrētas pirmās ziņas par Saules plankumiem.
• 28. g. p.m.ē. sākta sistemātiska Saules plankumu reģistrācija Ķīnā.
• 1611. gadā Galilejs ar savu teleskopu novēroja Saules plankumus. Vienlaikus ar Galileju šādus pētījumus veica K. Šeiners un I. Fabriciuss.
• 1814. gadā Fraunhofers novēroja tumšās līnijas Saules spektrā.
• Kopš 1836. gada regulāri tika novēroti Saules aptumsumi, tādejādi tika atklāta hromosfēra, korona un novērotas protuberances.
• 1843. gadā vācu astronoms Heinrihs Švābe (1789 – 1875) atklāja Saules aktivitātes cikliskumu.
• 1845. gadā A. Fizo un Ž. Fuko ieguva Saules dagerotipu.
• 1857. gadā Londonas Karaliskā biedrība uzdeva V. Delarī uzbūvēt fotoheliogrāfu Kjū observatorijai, kura 1861. gadā sāka sistemātisku Saules plankumu fotografēšanu.
• 1860. gadā Kirhofs, pamatojoties uz spektru apgriežamības principu, izskaidroja Fraunhofera līniju rašanos un konstatēja metālu tvaikus Saules atmosfērā.
• 1906. gadā Saules plankumu spektru pētījumi Vilsona kalna observatorijā liecināja, ka plankumu temperatūra ir zemāka nekā fotosfērai.
• 1908. gadā amerikāņu astronoms Džordžs Heils (1868 – 1938) Saules plankumos novēroja Zēmaņa efektu Fraunhofera līnijām, kas pierādīja magnētiskā lauka esamību šajos plankumos.
Saules raksturlielumi. 20. gadsimtā sakarā ar kosmiskās tehnikas attīstību un jaunu pētīšanas metožu izmantošanu par Sauli iegūta ļoti plaša informācija. Ilustrācijai daži dati. Saules masu nosaka pēc planētu orbītu parametriem, un tā ir 1,99*1033 g. Vidējo attālumu līdz Saulei var noteikt ar debesu mehānikas metodēm, ja zināms attālums starp diviem Saules sistēmas ķermeņiem. Pašreiz precīzākais rezultāts iegūts, izmantojot attālumu līdz Venerai, kas izmērīts ar radiolokācijas metodi. Vidējais attālums starp Sauli un Zami ir L=1,4961013cm. Saules vidējais leņķiskais diametrs ir 31`59`` un vidējais lineārais rādiuss Rs=6,961010 cm. Telpas leņķis, kādā novēro Sauli no Zemes, ir 6,810-5 sr. Saules redzamo izstarojošo virsmu sauc par fotosfēru. Tā izstaro Saules enerģijas lielāko daļu. Fotosfēras spožumu nosaka tās virsmas temperatūra, kas ir 5770 K, un tā ir aprēķināta pēc pilnā starojuma, izmantojot Stefana – Bolcmaņa likumu. Fotosfēras slāņa biezums ir ap 330 km, un tās dziļāko slāņu temperatūra sasniedz 6600 K. Šāda temperatūra ūdeņraža jonizācijas pakāpe ir apmēram 1%. Fotosfēras gaismas necaurlaidību sarkanajā un IS spektra daļā, pēc vācu izcelsmes amerikāņu astronauta Ruperta Vilda (1905 – 1976) domām, izraisa brīvie elektroni un negatīvie ūdeņraža joni, kas veidojas no ūdeņraža atomiem fotosfērā, uztverot brīvos elektronus.

…