Номер 2, страница 391 - гдз по физике 11 класс учебник Мякишев, Буховцев

Глава 15. Солнце и звёзды. Параграф 104. Внутреннее строение солнца и звёзд. Образцы заданий ЕГЭ - номер 2, страница 391.

Условие.

2. Какие наблюдения подтвердили протекание термоядерных реакций синтеза гелия из водорода в солнечном ядре?

1) наблюдение солнечного ветра

2) наблюдение солнечных пятен

3) наблюдение рентгеновского излучения Солнца

4) наблюдение потока солнечных нейтрино

Решение.

Решение 2.

Решение

Для того чтобы определить, какие наблюдения подтверждают протекание термоядерных реакций в ядре Солнца, необходимо проанализировать, какую информацию несет в себе каждое из перечисленных явлений.

1) наблюдение солнечного ветра

Солнечный ветер — это поток ионизированных частиц (в основном протонов и электронов), истекающий из солнечной короны. Энергия, необходимая для нагрева короны и ускорения этих частиц, действительно генерируется в ядре Солнца. Однако само по себе наблюдение солнечного ветра является косвенным свидетельством, так как оно говорит лишь о высокой температуре внешних слоев Солнца, а не о конкретном механизме генерации энергии в его центре.

2) наблюдение солнечных пятен

Солнечные пятна — это временные темные области на фотосфере Солнца, которые холоднее окружающих участков. Их появление связано с концентрацией линий магнитного поля, которые подавляют конвекцию. Таким образом, солнечные пятна являются проявлением магнитной активности Солнца и не предоставляют прямой информации о ядерных реакциях в его ядре.

3) наблюдение рентгеновского излучения Солнца

Рентгеновское излучение Солнца исходит в основном из его самой горячей внешней оболочки — короны. Энергия в виде фотонов, рожденная в ядре, добирается до поверхности за сотни тысяч лет, многократно поглощаясь и переизлучаясь по пути. В результате этого процесса информация о первоначальных ядерных реакциях теряется. Наблюдаемое нами излучение (включая рентгеновское) характеризует лишь температуру поверхностных слоев Солнца, а не его ядра.

4) наблюдение потока солнечных нейтрино

Это прямое и самое убедительное доказательство протекания термоядерного синтеза в ядре Солнца. Согласно теоретическим моделям, синтез гелия из водорода (протон-протонный цикл) неизбежно сопровождается рождением нейтрино. Одна из ключевых реакций этого цикла:

$ p + p \rightarrow {}^2H + e^+ + \nu_e $

Здесь два протона ($p$) сливаются, образуя ядро дейтерия (${}^2H$), позитрон ($e^+$) и электронное нейтрино ($\nu_e$).

Нейтрино обладают уникальным свойством: они крайне слабо взаимодействуют с веществом. Благодаря этому они практически без препятствий пролетают из самого центра солнечного ядра сквозь всю толщу Солнца и достигают Земли всего за 8 минут. Регистрируя эти частицы с помощью специальных подземных детекторов, ученые могут напрямую "заглянуть" в солнечное ядро и получить информацию о происходящих там реакциях в реальном времени. Именно эксперименты по обнаружению солнечных нейтрино подтвердили, что Солнце получает энергию за счет термоядерного синтеза.

Таким образом, единственным прямым наблюдением, подтверждающим протекание реакций синтеза гелия из водорода в солнечном ядре, является фиксация потока солнечных нейтрино.

Ответ: 4) наблюдение потока солнечных нейтрино