Земля нагревается от солнца. Но почему зимою у нас бывает холодно даже в солнечные дни? Всякий скажет, отчего у нас летом теплее, чем зимою. Во-первых, летом солнце греет жарче, чем зимою.Во-вторых, летом солнце каждый день греет нас дольше, чем зимою, так как летние дни у нас гораздо длиннее зимних. А ведь солнце светит и греет целый день; хотя в пасмурные дни мы не видим солнца на небе и не чувствуем его жарких лучей, но и тогда солнце есть на небе, оно светит и греет; только само оно скрыто за облаками и туманом.

Не совсем понятно, однако, отчего же летом солнце греет жарче, чем зимою. Чтобы обьяснить себе это, надо припомнить, как греет солнце в разное время дня.

Солнце греет всего жарче среди дня, когда оно стоит высоко на небе.Наоборот, солнце очень слабо греет ранним утром, когда оно только что взошло и стоит ещё невысоко над землёй; мало греет солнце и вечером, когда оно готово закатиться.

Стало быть, дело тут в высоте солнца: чем выше стоит солнце, тем сильнее оно греет. В самом деле, когда солнце стоит высоко над нами и светит сверху, как в полдень, тогда его жаркие лучи ударяют прямо в землю; они обливают нас, словно дождь. А когда солнце стоит на небе низко, вровень с землёю, как при восходе или при закате, тогда лучи от солнца идут полого, не ударяют в землю, а пролетают поверх земли, так что сколько солнце не даёт тепла, почти всё это тепло идёт мимо нас.

Посмотрим теперь, что бывает у нас зимою и летом. Зимою, в декабре месяце, солнце у нас восходит поздно, а закатывается рано. А летом, в июне, солнце у нас восходит очень рано, а закатывается поздно вечером: оно светит и греет летом почти втрое дольше, чем зимой.

По одной этой причине земля у нас в летний день должна получать от солнца больше тепла, чем в зимний день.

Но мало этого. Летом солнце поднимается над землёй гораздо выше, чем зимой. Поэтому и жарких лучей от него на землю падает больше.

Но откуда зимою берётся такой страшный холод, что руки замерзают, а вместо дождя идёт снег? Для этого вспомним, что бывает в летние ночи? Лишь только зайдёт солнце, земля холодеет, на траву садится свежая роса, а утром, перед самым восходом солнца, чувствуется уже заметный холодок. В августе месяце, когда ночи становятся подольше, к утру бывают даже морозцы, так что земля и трава покрываются мёрзлым инеем.

Значит, земля сильно остывает по ночам, и чем дольше ночь, тем сильнее земля остывает к утру.

Зимою ночи гораздо длиннее, чем летом. Ещё осенью, в сентябре месяце, ночь сравнивается с днём. С сентября по декабрь ночи становятся всё длиннее, а дни короче. В начале декабря ночи самые длинные. Они в два раза длиннее дня. В долгие зимние ночи земля стынет всё больше и больше, холод всё усиливается; и вот в январе у нас наступают самые жестокие, крещенские морозы.

И конвекция и теплопроводность действуют через частицы вещества. Огромные пространства космоса, разделяющее Землю и Солнце, почти не содержат молекул, тем не менее все знают, что Солнце греет. Такая передача теплоты называется излучением.
Благодаря излучению тепло костра можно ощутить, даже находясь довольно далеко от него. Но сразу ставится холодно, если кто-то закрывает от нас пламя. Значит, воздух был и остался холодным, а тепло доходило прямо от костра.
Считается, что тепло в таких случаях передается при помощи особых тепловых волн, испускаемых источником излучения, например Солнцем или костром.
Излучение есть у всех тел, температура которых выше абсолютного нуля. Эти волны особенно хорошо улавливаются темными телами. Мы можем видеть лишь часть этих волн, только те, которые испускают очень горячие тела, например Солнце, спираль лампочки, тлеющие угольки.

Разные поверхности могут отражать или поглощать эти волны. Если тело поглощает тепловые волны, оно нагревается так же, как нагревается в солнечный день черная куртка. Если в тот же день надеть серебристый костюм, то в нем будет холоднее, потому что серебристая поверхность отражает много тепловых волн. Все тела отражают и поглощают тепловые волны.
Не все вещества прозрачны для тепловых волн. Вода, например, не пропускает теплового излучения, зато хорошо пропускает свет, а раствор йода - наоборот. В оранжерее стекла действуют как ловушки тепла, пропуская свет солнца, но не выпуская тепло на улицу.
Количество тепла, которое мы получаем через излучение, зависит от расстояния. Земля получает гораздо больше солнечного тепла, чем, например, Плутон, самая далекая планета Солнечной системы. Даже Марс, следующая после Земли планета от Солнца, получает в 2 раза меньше тепла, чем Земля.

Мы бы не могли существовать, если бы Солнце вдруг перестало светить и греть. На Земле стало бы так холодно, что замёрзла бы не только вода в реках, морях и океанах, но даже и воздух, которым дышат люди, животные и растения. Солнечное излучение поддерживает жизнь на Земле, влияет на погоду и климат, участвует в фотосинтезе.
А светит и греет Солнце потому, что оно очень горячее: у поверхности - почти 6 тысяч градусов, а в центре - 15 миллионов градусов. При такой температуре железо и другие металлы не просто плавятся, а превращаются в раскалённые газы. Значит, Солнце - огромный, массивный шар, состоящий из раскалённого газа. На самом деле на Солнце не могут существовать даже крохотные частички - атомы, из которых вообще состоит всё живое и неживое в природе. Атомы, очень прочные на Земле, на Солнце расщепляются на ещё более мелкие частицы. Каждую секунду в энергию превращается 4,26 миллиона тонн солнечного вещества, но это ничтожное количество по сравнению с массой Солнца. Даже на огромном расстоянии Солнце может растопить льды, поднять температуру воды в реках и морях, согреть или остудить Землю - оно может всё!
Солнце обладает сильнейшим магнитным полем. Изменение магнитного поля - его называют солнечной активностью - вызывает разные эффекты: солнечные пятна, вспышки, солнечный ветер, выбросы в виде протуберанцев - гигантских фонтанов раскалённого газа, которые поднимаются и удерживаются над поверхностью Солнца магнитным полем. Протуберанцы могут достигать в высоту 600 тысяч километров - это примерно в 50 раз больше диаметра Земли, а в ширину - 20 тысяч километров. Таким образом, объём среднего протуберанца в 100 раз больше объёма Земли, но, так как он состоит из разреженных газов, его масса очень мала.
Временами на поверхности Солнца появляются пятна. Их так и называют - «солнечные пятна». Они состоят из газа, но не такого горячего, как само светило. Температура Солнца у поверхности 6 тысяч градусов, в пятнах -4 или 5 тысяч градусов. Оттого что пятна холоднее, мы видим их более тёмными. Сейчас известно, что пятна - области выхода в атмосферу наиболее сильных магнитных полей.
Каким же образом внутри Солнца всё время поддерживается температура в миллионы градусов? Это очень сложный и важный вопрос, над которым долго размышляли многие астрономы и физики. Сейчас почти все они не сомневаются в том, что в центральной части Солнца идут термоядерные реакции, в результате которых водород превращается в гелий. Причём плотность вещества там в 150 раз больше плотности воды и в 7 раз больше плотности самого тяжёлого металла на Земле - осмия. Такой необыкновенный «костёр» пылает внутри Солнца миллиарды лет и будет пылать ещё по крайней мере столько же. И пока он там пылает, Солнце будет посылать свет и тепло каждому из нас и всему живому на Земле.

ПОЧЕМУ СОЛНЦЕ СВЕТИТ И ГРЕЕТ?

Солнечной теплоты и света хватает всем живым существам на Земле, несмотря на то, что Солнце от нас на расстоянии почти 150 000 000 км, и если бы вдруг наше Солнце погасло, перестало светить и греть, то стало бы так холодно, что замерзла бы вся вода на Земле, замерз бы даже воздух. Погибли бы люди, животные, растения. Наша планета стала бы холодной и мертвой.

Температура на поверхности Солнца около 6 ООСПС. При такой высокой температуре железо и другие металлы не просто плавятся, а превращаются в раскаленные газы. Поэтому на Солнце нет ни твердых, ни жидких веществ: там только раскаленный газ. Солнце - это огромный раскаленный газовый шар. Внутри Солнца температура еще выше, чем на его поверхности. Вблизи центра шара она достигает 15 миллионов градусов. Такая высокая температура внутри Солнца существует уже несколько миллиардов лет и будет существовать еще примерно столько же. Что же происходит внутри Солнца? Почему не гаснет этот гигантский костер? Астрономы, физики долго размышляли над вопросом: каким же образом миллиарды лет поддерживается очень высокая температура внутри Солнца? Большинство ученых считает, что внутри Солнца химический элемент водород превращается в другой химический элемент гелий. Частички водорода объединяются в более тяжелые частички, при этом объединении выделяется энергия в виде света и теплоты, которая рассеивается Солнцем в космическом пространстве и приходит на Землю, чтобы дать жизнь всему живому.

Солнце освещает землю. Оно светит даже и тогда, когда мы не видим его за тучами. Самый пасмурный день - все- таки день. И только когда солнце скроется за горизонтом, наступает ночь, темнота.

Солнце согревает своими лучами нашу землю. Даже сквозь тучи проникает его тепло. И в самый пасмурный день все-таки теплее, чем ночью. Когда же солнце скроется за гори­зонтом, воздух начинает свежеть, а к концу ночи обычно сильно остывает. Значит, свет и тепло зависят у нас от солнца. Но почему же солнце не всегда одинаково греет? Мы все знаем: утром оно греет слабо, днем печет сильно, к вечеру опять меньше греет. То же самое можно наблюдать в разные вре­мена года. Зимой лучи солнца, даже в самый ясный день, мало греют. Весной они начинают пригревать сильнее, а летом - припекают так, что люди стараются спрятаться в тень.

Может быть, днем солнце ближе к земле, оттого и греет больше? Может быть, летом оно приближается к нам, а зимой удаляется? Нет, этого быть не может. Ведь земля несется вокруг солнца почти на одинаковом расстоянии от него.

Дело не в этом, а в том, как падают на землю лучи солнца .

Лучи света и тепла идут от солнца по прямой линии. Они могут падать на землю и на предметы на земле или от­весно, или наклонно, или скользить по поверхности. Это нетрудно заметить. Когда летом вы идете или сидите против солнца, то лицо ваше не сильно нагревается. А поднимите лицо к солнцу и, закрыв глаза, постойте так несколько минут. Вы почувствуете, как сильно нагреется ваше лицо. Отчего это? Посмотрите на рисунок 5.

Эту разницу в нагревании можно заметить и на многих других явлениях. Почему, например, снег на крышах тает под лучами солнца раньше, чем на земле, и весной при морозе с крыш висят сосульки?

Рисунок 6 объяснит вам это: посмотрите, как падают лучи на крышу сарая и как на снег на земле.

Из всего этого можно сделать вывод: лучи солнца греют сильнее всего тогда, когда они падают отвесно (под прямым углом); они нагревают слабее, если падают наклонно (под острым углом). Всего меньше дают они тепла тогда, когда скользят по поверхности земли. Так бывает утром и вечером, когда солнце стоит низко над горизонтом .