مقاله: اندازه گیری دمای سطح خورشید

لینک دانلود و خرید پایین توضیحات

فرمت فایل word  و قابل ویرایش و پرینت

تعداد صفحات: 4

اندازه گیری دمای سطح خورشید

مقدمه

خورشید یکراکتورهسته‌ایطبیعی بسیار عظیم است که ماده در آنجا بر اثرهمجوشیهسته‌ایبه انرژی تبدیل می‌شود و هر روز حدود 350 میلیارد تن از جرمش به تابشتبدیل می‌شود، دمای داخلی آن حدود 15 میلیون درجه سانتیگراد است. انرژیی که بدینترتیب به شکلنور مرئی،فرو سرخوفرابنفشبه ما می‌رسد 1 کیلو وات بر متر مربع است. خورشید به توپ بزرگ آتشین شباهت دارد کهصد بار بزرگتر از زمین است.

این ستاره‌ها از گازهایهیدروژنوهلیومتشکیل شدهاست. گازها انفجارهای بزرگی را بوجود می‌آورند و پرتوهای قوی گرما ونوررا تولید می‌کنند. اینپرتوها از خورشید بسوی زمین می‌آیند. در طول راه ، یک سوم آنها در فضا پخش می‌شوندو بقیه بصورت انرژی گرما و نور به زمین می‌رسند. می‌دانیم که سرعت نور 300000کیلومتر در ثانیه است. از سوی دیگر ، 8 دقیقه طول می‌کشد کهنور خورشیدبه زمین برسد، بنابراین می‌توانفاصله خورشید تا زمین را حساب کرد. در این مسیر طولانی ، مقدار زیادی از نور وگرمای خورشید از دست می‌رود، اما همان اندازه‌ای که به زمین می‌رسد، کافی است تاشرایط مناسبی برای زندگی ما و جانوران و گیاهان بوجود آید.

/

کوره خورشید

این دشواریهای حل نشدنی که هنگام بحث درباره ساختن کوره‌هایحرارتی هسته‌ای بر روی زمین پیش می‌آید در مورد خورشید که خود به منزله یک کوره غولپیکری است وجود ندارد. این کوره فلکی عملا یک دیواره گازی دارد که همان قشرهایخارجی جرم خورشید است که در نتیجه نیروهای جاذبه موجود میان ذرات در مجاورت یکدیگرنگاه داشته شده‌اند. به علاوه نیروهای جاذبه وسیله آن بوده‌اند تا درجه حرارتابتدائی خورشید بدان اندازه فزونی یابد تا فعل و انفعالات حرارتی هسته امکانپذیرباشد.

خورشید در آغاز زندگی توده عظیمی از گاز نسبتا سرد بوده است که بهتدریج بر اثر انقباضات ثقلی پیوسته گرم و گرمتر شده است. به محض آنکه درجه حرارتمرکزی این خورشید در حال انقباض به اندازه‌ای رسید که برای آغاز شدن فعل و انفعلاتهسته‌ای کافی بود. آزاد شدن انرژی هسته‌ای از انقباض بیشتر جرم خورشید جلوگیری کردو خورشید به حالت پایدار فعلی خود در آمد.

منبع انرژی خورشیدی

با اندازه گیریشار خورشیدیتابشی در بالایجو زمینمی‌توان قدرت دریافتی کل انرژی از خورشید را محاسبه کرد. که حدود 1.8x1011مگا وات است. البته تمام این انرژی به سطح زمین نمی‌رسد،مقداری از آن جذب لایه‌هایاتمسفرمی‌شود. ماده در عالم اساساً ازهیدروژنوهلیومتشکیل شدهکه قسمت اعظم آن بینستارههاوکهکشانهاتوزیع شده است. نیروی جاذبهمتقابل بین ذرات سبب تراکم گاز و گرد غبار شده و این تراکمابر ستاره‌ایرا بوجود می آورند. انرژی پتاسیل گرانشیسبب ازدیاد دمای داخلستاره شده و آن هم باعث افزایش چگالی ستاره شده ، در نتیجه دمای داخل آن افزایشمی‌یابد تا یک حالتپلاسمای خورشیدیبخود بگیرد.

تعیین دمای خورشید

یک روش به نامقانون وین، ازطول موجتابش حداکثرpeak /در طیف خطی نورخورشید ،استفاده می کند. دما بهدرجهکلوینبرابر است با: 2.9x106nonometers / /peak

روش دیگر از انرژی که به زمین می‌رسد و قانون عکس مربع استفادهمی‌کند. شار انرژی مقدار انرژی عبوری از یک واحد سطح (مثلاَ یک متر مربع) در هرثانیه می‌باشد. با استفاده از قانون عکس مربع درخشندگی نور ، داریم:

شارژ خورشیدی در فاصله زمین = شارژ سطح خورشید × (شعاعخورشید/فاصله تا زمین)2 =1380 وات بر متر مربع

ازآنجائی که نور کره خورشید ، تقریباَ یک رادیاتور حرارتی است:

شارژ انرژی در سطح آن = (دمای سطح خورشید)4 × /

که/ثابت استفان - بولترمنمی‌باشد. با بازآرائی معادله

{دمای نور کره = (شعاع خورشید/فاصله خورشید تا زمین)2 ×(//شارژ خورشیدی درزمین)}4/1

این دو روش دمای خشنی در حدود 5800K را می‌دهد. لایه‌های بالایی نور کره سردتر و کم چگالتر از لایه‌های عمیقتر می‌باشند، بنابرایندر طیف خورشید ، طیف جذبی را می‌بینید که طیف جذبیعناصر، موجود است وقدرت آنها ، بطور حساسی به دما بستگی دارند. می‌توان از قدرتهای طیف جذبی ، بهعنوان یک ردیاب قوی دما استفاده کرده و دمائی حدود 5840k را اندازه گرفت.

چرا تاج خورشید از سطح گرمتر است؟

در حالت معمولی ، انرژی گرمایی از منطقهگرمتر منتقل می‌شود، در حدود نیم قرن ، اخترشناسان در پی دریافتن توجیهی برای اینمطلب بودند. در حال حاضر کمیسیونی مشترک از آژانس فضایی اروپا و ناسا از طریقرصدخانه خورشیدی و فضاپیمای SOHO به دنبال حل این معما هستند. تجهیزاتی که بر رویفضاپیماها تعبیه شده است نشان می‌دهد که در سطح خورشید حلقه‌های مغناطیسی دچارتغییرات سریعی می‌شوند که با درخشندگی گازهای داغ تاج خورشید درارتباطند.آلن تایتل از انستیتوی تحقیقات فضایی کالیفرنیا می‌گوید: حدسمی‌زنم که روند اساسی گرم شدن تاج خورشید را کشف کردیم، اما هنوز دقیقا نمی‌دانیمکه به چه صورت عمل می‌کند. در طی چند روز ، میدانهای مغناطیسی در منطقه‌ای به وسعتکالیفرنیا ظاهر و سپس ناپدید می‌شوند. انرژی این میدانها برابر با انرژی حاصل ازهزاران سد (Hoover Dams) در طی هزاران سال می‌باشد. زمانی که این میدانها از بینمی‌روند، جریانهای الکتریکی وسیعی تولید می‌شود که بر روی تاجها مساعد عمل می‌کنند. این جریانها شبیه حرارتی هستند که توسط یک حباب روشنایی ایجاد می‌شود و این انرژیخیلی بیش از آن مقداری است که برای گرم کردن تاج لازم است.

تحقیق در مورد کار برد انرژی خورشید

لینک دانلود و خرید پایین توضیحات

دسته بندی : وورد

نوع فایل :  .doc ( قابل ویرایش و آماده پرینت )

تعداد صفحه : 19 صفحه

 قسمتی از متن .doc : 

کار برد انرژی خورشید :

درعصر حاضر از انرژی خورشیدی توسط سیستمهای مختلف و برای مقاصد متفاوت استفاده و بهره گیری می شود که عبارتند از :

1) استفاده از انرژی حرارتی خورشید برای مصارف خانگی ، صنعتی و نیر وگاهی

2) تبدیل مستقیم ژرتوهای خورشید به الکتریسیته بوسیله تجهزاتی به نام فتو ولتائیک .

استفاده از انرژی حرارتی خورشید :

این بخش از کاربردهای انرژی خورشیدی شامل دو گروه نیرو گاهی و غیر نیرو گاهی می باشد .

کاربردهای نیروگاهی :

تاسیساتی که با استفاده از آنها انرژی جذب شده حرارتی خورشید به الکتریسیته تبدیل می شود نیروگاه حرارتی خورشیدی نامیده می شود . این تاسیسات براساس انواع متمرکز کننده های موجود و بر حسب اشکال هندسی متمرکز کننده ها به سه دسته تقسیم می شوند .

الف ) نیرو گاههایی که گیرنده آنها آینه های سهموی ناودانی هستند (شلجمی باز )

ب) نیرو گاههایی که گیرنده آنها در یک برج قرار دارد و نور خورشید توسط آینه های بزرگی بنام هیلوستات به آن منعکس می شود . (دریافت کننده مرکزی )

پ) نیروگاههایی که گیرنده آنها بشقابی سهموی (دیش) می باشد (شلجمی بشقابی )

قبل از توضیح در خصوص نیرو گاه خورشیدی بهتر است شرح مختصری از نحوه کارکرد نیرو گاههای تولید الکتریسیته داده شود .

بهتر است بدانیم در هر نیرو گاهی اعم از نیرو گاههای آبی ، نیرو گاههای بخاری و نیرو گاههای گازی برای تولید برق از ژنراتو رهای الکتریکی استفاده می شود . که با چرخیدن این ژنراتو رها برق تو لید می شود . این ژنراتو رهای الکتریکی انرژی دورانی خود را از دستگاهی بنام توربین تامین می کنند . بدین ترتیب می توان گفت که ژنراتو رها انرژی جنبشی را به انرژی الکتریکی تبدیل می کنند . تامین کننده انرژی جنبشی ژنراتور ها ، توربینها هستند توربینها انواع مختلف دارند در نیرو گاههای بخاری توربینها یی وجود دارند که بخار با فشار و دمای بسیار بالا وارد آنها شده و موجب به گردش در آمدن پره ها توربین میگردد در نیرو گاههای آبی که روی سدها نصب می شوند انرژی پتانسیل موجود در آب موجب به گردش در آمدن پره های توربین می شود بدین ترتیب می توان گفت در نیر و گاههای آبی انرژی پتانسیل آب به انرژی جنبشی و سپس به الکتریکی تبدیل می شود ف در نیرو گاههای حرارتی بر اثر سوختن سوختهای فسیلی مانند مازوت ، آب موجود در سیستم بسته نیرو گاه داخل دیگ بخار تبدیل می شود و بدین ترتیب انرژی حرارتی به جنبشی و سپس به الکتریکی تبدیل می شود در نیرو گاههای گازی توربینهایی وجود دارد که بطور مستقیم بر اثر سوختن گاز به حرکت در آمده و ژنراتور را می گرداند و انرژی حرارتی به جنبشی و سپس به الکتریکی تبدیل می شود . و اما در نیرو گاههای حرارتی خورشیدی وظیفه اصلی بخشهای خورشیدی تولید بخار مورد نیاز برای تغذیه توربینها است یا به عبارت دیگر می توان گفت که این نوع نیرو گاهها شامل دو قسمت هستند :

الف ) سیستم خورشیدی که پرتوهای خورشید را جذب کرده و با استفاده از حرارت جذب شده تولید بخار می نماید .

ب) سیستمی موسوم به سیستم سنتی که همانند دیگر نیرو گاههای حرارتی بخار تولید شده را توسط توربین و ژنراتور به الکتریسیته تبدیل می کند .

نیرو گاههای حرارتی خورشید از نوع سهموی خطی :

در این نیرو گاهها ، از منعکس کننده هایی که به صورت سهموی خطی می باشند جهت تمرکز پرتوهای خورشید در خط کانونی آنها استفاده رمی شنود و گیرنده به صورت لوله ای در خط کانونی منعکس کننده ها قرار دارد . در داخل این لوله روغن مخصوصی در جریان است که براثر حرارت پرتوهای خورشید گرم و داغ می گردد . این روغن داغ باز مبدل حرارتی عبور کرده و آب را به بخار تبدیل می کند این سیستم آب بخار به مدارهای مرسوم در نیرو گاههای حرارتی انتقال داده می شود تا به کمک توربین بخار و ژنراتور به توان الکتریکی تبدیل گردد .

برای بهره گیری بیشتر و افزایش بازدهی لوله دریافت کننده سطح آن را با اکسید فلزی که ضریب بالایی دارد پوشش می دهند و همچنین در محیط اطراف آن لوله شیشه ای به صورت لفاف پوشیده می شود تا از تلفات گرمایی و افت تشعشعی جلوگیری گردد و نیز از لوله دریافت کننده محافظت بعمل آید . ضمناً این دو لوله خلاً بوجود می آورند برای آنکه پرتو های تابشی خورشید در تمام طول روز به صورت مستقیم به لوله دریافت کننده برسد .

در این نیروگاهها یک سیستم ردیاب خورشید نیز وجود دارد که بوسیله آن آینه های شلجمی دائماً خورشید را دنبال می کنند و پرتو های آن را به روی لوله دریافت کننده متمرکز می نمایند .

تغییرات تابش خورشید در این نیرو گاهها توسط منبع ذخیره و گرم کن سوخت فسیلی جبران می شوند . در چند کشور نظیر ایالات متحده آمریکا – اسپانیا – مصر – مکزیک – هند و مراکش از نیروگاهها یا در مرحله ساخت و یا در مرحله بهر برداری قرار دارند . در ایران نیز

تحقیق در مورد خورشید گرفتگی 7 ص

لینک دانلود و خرید پایین توضیحات

دسته بندی : وورد

نوع فایل :  .doc ( قابل ویرایش و آماده پرینت )

تعداد صفحه : 7 صفحه

 قسمتی از متن .doc : 

خورشید گرفتگی

نگاه اجمالی

گرفتگی کامل خورشید را باید یکی از منظره‌های زیبا و در عین حال ترسناک طبیعت دانست. تنها موقعی می‌توان این پدیده را دید که عوامل زیادی با هم انطباق پیدا کنند. خورشید کره فروزان بسیار بزرگی است با قطری در حدود 109برابر قطر زمین که در فاصله 150 میلیون کیلومتری زمین واقع شده است. ماه فقط یک چهارم اندازه زمین را دارد. ولی 400 بار نزدیکتر از خورشید به زمین است. البته بدیهی است که اجسام را از فاصله‌های دورتر کوچکتر می‌بینیم. اختلاف فاصله‌های ماه و خورشید نیز سبب می‌شود تا اندازه‌هایشان باهم برابری کنند. از اینرو آن دو در آسمان تقریبا به یک اندازه دیده می‌شوند.

تاریخچه

در طول تاریخ این پدیده همواره مورد توجه اقوام و ملل مختلف بوده است. اغلب تمدنهای کهن خورشید گرفتگی را پدیده‌ای شوم می‌پنداشتند و درباره آن اعتقادات خرافی داشتند. چینیها عقیده داشتند که هنگام خورشید گرفتگی اژدهایی خورشید را می‌بلعد. در بسیاری از فرهنگها خورشید گرفتگی بلایی آسمانی پنداشته می‌شده است. مردم هند در خلال گرفتگی خود را تا گردن در آب فرو می‌کردند و اعتقاد داشتند که با این کار به خورشید و ماه کمک می‌کنند تا در برابر اژدها از خود دفاع کنند.

خورشید گرفتگی از دیدگاه علمی

اندازه ظاهری خورشید و ماه از زمین باهم برابر است. علت این امر آن است که فاصله این دو جسم از کره ما متفاوت است. در نتیجه در زمانهایی که ماه مسقیما از جلوی خورشید عبور می‌کند قرص خورشید در پس آن پنهان می‌شود. شرط لازم و کافی برای وقوع پیوستن کسوف آن است که زمین ، خورشید و ماه در یک خط یا تقریبا یک خط راست قرار بگیرند، بطوری که سایه ماه بر بخشی از زمین بیافتد کل این سایه از دو قسمت نیم سایه که در قسمت بیرونی است نیمه درونی که تاریک و سیاه است تشکیل شده است.

در محدوده نیم سایه ماه تنها قسمتی از خورشید را پوشانده است که به آن خورشید گرفتگی جزیی می‌گویند. در خلال گرفت بر اثر حرکت ماه و چرخش زمین سایه ماه زمین را از غرب به شرق طی می‌کند، به این سیر حرکتی سیر گرفتگی کلی می‌گویند. هر کسی که در این مسیر باشد خورشید را در حالت گرفت کلی خواهد دید، این مسیر در بیشترین حالت به 320 کیلومتر می‌رسد و حدود نیم درصد سطح زمین را می‌پوشاند. معمولا هر 1.5 سال خورشد گرفتگی کلی روی می‌دهد، اما ما در طول عمرمان شاید یک بار شانس تماشای این پدیده را داشته باشیم.

کسوف تنها برای زمین

تصادف شگفت‌آوری است که اندازه ظاهری قمر زمین ، یعنی ماه ، به اندازه ظاهری خورشید برابر است. گر چه خورشید 400 بار دورتر از ماه است، اما 400 بار هم بزرگتر از آن است. قطر بسیار بزرگ خورشید ، در اثر مشاهده از این فاصله زیاد ، کاملا کوچک دیده می‌شود. اگر این پدیده جالب توجه وجود نداشت‌، نمی‌توانستیم اطلاعات بیشتری در مورد جو بیرونی خورشید بدست می‌آوریم. بجز زمین ، در هیچ یک از سیارات منظومه شمسی پدیده گرفتگی خورشید روی نمی‌دهد.

علل کسوف

حدود 30 روز طول می‌کشد تا ماه یک بار زمین را دور بزند. دو یا سه بار در هر سال ، ماه در مسیر خود ، مستقیما از فاصله بیان زمین و خورشید می‌گذرد. در این هنگام گرفت خورشید رخ می‌دهد. قرص تاریک ماه برای مدت کوتاهی همه خورشید یا بخشی از آنرا می‌پوشاند.

چرا هرگاه ماه از میان زمین و خورشید می‌گذرد این پدیده اتفاق نمی‌افتد؟

دلیل این امر اینست که مدار ماه و زمین باهم زاویه دارد و در بسیاری از حالات ماه از بالا یا پایین قرص خورشید می‌گذرد. مدار زمین و ماه در دو نقطه به هم بر خورد می‌کنند که به این دو نقطه گره‌های مداری می‌گویند و ماه هرگاه در این گره با زمین و خورشید در یک خط قرار بگیرد خورشید گرفتگی صورت می‌گیرد.

انواع کسوف

کسوف کامل

در این حالت ماه در نزدیکترین فاصله خود به زمین قرار دارد و در یک خط راست نیز قرار دارند. در این حالت کل قرص خورشید در پشت ماه پنهان می‌شود. سایه ماه فقط چند کیلومتر از سطح زمین را در بر می‌گیرد و به موازات حرکت ماه در مدار خود ، یک مسیر طولانی منحنی شکل در روی زمین می‌پیماید. تنها کسانی می‌توانند گرفتگی خورشید را ببینند که در جایی از این مسیر باریک و طولانی واقع باشند.

در هر نقطه ، مدت گرفتگی کامل ، بیشتر از دو تا پنج دقیقه طول نمی‌کشد. هر چه گرفتگی کامل نزدیکتر می‌شود، آسمان تاریکتر می‌شود و ستارگان بیشتری پدیدار می‌شوند. هنگامی که قرص خورشید کاملا پوشانده می‌شود، هاله سفید رنگ درخشانی در اطراف ماه می‌درخشد. این همان تاج است که بصورت هاله‌ای از گازهای رقیق و داغ از خورشید جریان دارند. در کنار قرص سیاه ماه ، حلقه باریک و سرخ رنگی از گازهای خورشید به چشم می‌خورد که فام سپهر نام دارد.

کسوف جزئی

ساعتی پیش از آغاز گرفتگی کامل ، ماه شروع به پوشاندن بخشی از خورشید می‌کند. در این مرحله گرفتگی صرفا حالت جزئی دارد. در نواحی وسیعی در هر دو سوی مسیر گرفتگی ، تنها گرفتگی جزئی قابل روئیت است. در بر خی گرفتگیها فقط نیم سایه با زمین در تماس است و تمام سایه از افراز قطبین می‌گذرد. طبعا این نوع خورشید گرفتگی در قطبین صورت می‌گیرد.

کسوف حلقه‌ای

فاصله خورشید تا زمین و نیز فاصله تا ماه ثابت نیست، این فاصله‌ها اندکی تغییر می‌کنند. هنگامی که زمین از حالت عادی خورشید نزدیکتر و از ماه دورتر است، اندازه ظاهری ماه کوچکتر از اندازه ظاهری خورشید می‌شود. اگر در این مواقع گرفتگی رخ دهد، ماه نمی‌تواند قرص خورشید را بطور کامل بپوشاند. در نتیجه حلقه درخشانی از نور خورشید دور تا دور ماه را فرا می‌گیرد. این حالت را گرفت حلقه‌ای می‌نامند. در گرفت حلقه‌ای ، آسمان همچنان روشن است و تاج خورشیدی نیز دیده نمی‌شود. به این دلیل ، ارزش علمی گرفت حلقه‌ای کم است.

ثبت کسوف

مردم در زمانهای قدیم از گرفتگی خورشید می‌ترسیدند. آنها علت گرفتگی را نمی‌دانستند و خیال می‌کردند که ممکن است خورشید برای همیشه ناپدید شود. امروزه گرفتگی کامل ، برای اخترشناسان فرصت گرانبهایی است تا بخشهای کم نورتر تاج و نیز لایه فام سپهر را مطالعه کنند. مدتها پیش از آنکه گرفتگی رخ دهد. برنامه ریزی دقیقی صورت می‌گیرد، تا چندین هیئت در مسیر گرفت مستقر شوند.

اخترشناسان تلاش می‌کنند تا محلهایی را انتخاب کنند که در مدت کوتاهی ، گرفتگی ابری نباشد. طی چند دقیقه قابل استفاده ، دوربینها و دستگاهها ، همزمان به عکسبرداری و آزمایشهای مختلف مشغول می‌شوند. حتی برخی از گروههای پژوهشگر در حالی که دستگاهها را در هواپیما جای می‌دهند، مطالعات خود را هنگام پرواز انجام می‌دهند. آنها با این روش می‌توانند از مزاحمت ابرها به دور باشند و نیز با پرواز هواپیما ، مسیر سایه ماه را دنبال کنند. از اینرو به مدت مشاهده گرفتگی چندین دقیقه افزوده می‌شود.

اهمیت علمی کسوف

ارزش علمی خورشید گرفتگی به بررسیهایی است که هنگام گرفتگی کلی می‌توان انجام داد که در مواقع دیگر عملا غیر ممکن است. وقتی ماه قرص خورشید را می‌پوشاند لایه‌های خارجی جو

تحقیق در مورد خورشید گرفتگی 7 ص

لینک دانلود و خرید پایین توضیحات

دسته بندی : وورد

نوع فایل :  .doc ( قابل ویرایش و آماده پرینت )

تعداد صفحه : 7 صفحه

 قسمتی از متن .doc : 

خورشید گرفتگی

نگاه اجمالی

گرفتگی کامل خورشید را باید یکی از منظره‌های زیبا و در عین حال ترسناک طبیعت دانست. تنها موقعی می‌توان این پدیده را دید که عوامل زیادی با هم انطباق پیدا کنند. خورشید کره فروزان بسیار بزرگی است با قطری در حدود 109برابر قطر زمین که در فاصله 150 میلیون کیلومتری زمین واقع شده است. ماه فقط یک چهارم اندازه زمین را دارد. ولی 400 بار نزدیکتر از خورشید به زمین است. البته بدیهی است که اجسام را از فاصله‌های دورتر کوچکتر می‌بینیم. اختلاف فاصله‌های ماه و خورشید نیز سبب می‌شود تا اندازه‌هایشان باهم برابری کنند. از اینرو آن دو در آسمان تقریبا به یک اندازه دیده می‌شوند.

تاریخچه

در طول تاریخ این پدیده همواره مورد توجه اقوام و ملل مختلف بوده است. اغلب تمدنهای کهن خورشید گرفتگی را پدیده‌ای شوم می‌پنداشتند و درباره آن اعتقادات خرافی داشتند. چینیها عقیده داشتند که هنگام خورشید گرفتگی اژدهایی خورشید را می‌بلعد. در بسیاری از فرهنگها خورشید گرفتگی بلایی آسمانی پنداشته می‌شده است. مردم هند در خلال گرفتگی خود را تا گردن در آب فرو می‌کردند و اعتقاد داشتند که با این کار به خورشید و ماه کمک می‌کنند تا در برابر اژدها از خود دفاع کنند.

خورشید گرفتگی از دیدگاه علمی

اندازه ظاهری خورشید و ماه از زمین باهم برابر است. علت این امر آن است که فاصله این دو جسم از کره ما متفاوت است. در نتیجه در زمانهایی که ماه مسقیما از جلوی خورشید عبور می‌کند قرص خورشید در پس آن پنهان می‌شود. شرط لازم و کافی برای وقوع پیوستن کسوف آن است که زمین ، خورشید و ماه در یک خط یا تقریبا یک خط راست قرار بگیرند، بطوری که سایه ماه بر بخشی از زمین بیافتد کل این سایه از دو قسمت نیم سایه که در قسمت بیرونی است نیمه درونی که تاریک و سیاه است تشکیل شده است.

در محدوده نیم سایه ماه تنها قسمتی از خورشید را پوشانده است که به آن خورشید گرفتگی جزیی می‌گویند. در خلال گرفت بر اثر حرکت ماه و چرخش زمین سایه ماه زمین را از غرب به شرق طی می‌کند، به این سیر حرکتی سیر گرفتگی کلی می‌گویند. هر کسی که در این مسیر باشد خورشید را در حالت گرفت کلی خواهد دید، این مسیر در بیشترین حالت به 320 کیلومتر می‌رسد و حدود نیم درصد سطح زمین را می‌پوشاند. معمولا هر 1.5 سال خورشد گرفتگی کلی روی می‌دهد، اما ما در طول عمرمان شاید یک بار شانس تماشای این پدیده را داشته باشیم.

کسوف تنها برای زمین

تصادف شگفت‌آوری است که اندازه ظاهری قمر زمین ، یعنی ماه ، به اندازه ظاهری خورشید برابر است. گر چه خورشید 400 بار دورتر از ماه است، اما 400 بار هم بزرگتر از آن است. قطر بسیار بزرگ خورشید ، در اثر مشاهده از این فاصله زیاد ، کاملا کوچک دیده می‌شود. اگر این پدیده جالب توجه وجود نداشت‌، نمی‌توانستیم اطلاعات بیشتری در مورد جو بیرونی خورشید بدست می‌آوریم. بجز زمین ، در هیچ یک از سیارات منظومه شمسی پدیده گرفتگی خورشید روی نمی‌دهد.

علل کسوف

حدود 30 روز طول می‌کشد تا ماه یک بار زمین را دور بزند. دو یا سه بار در هر سال ، ماه در مسیر خود ، مستقیما از فاصله بیان زمین و خورشید می‌گذرد. در این هنگام گرفت خورشید رخ می‌دهد. قرص تاریک ماه برای مدت کوتاهی همه خورشید یا بخشی از آنرا می‌پوشاند.

چرا هرگاه ماه از میان زمین و خورشید می‌گذرد این پدیده اتفاق نمی‌افتد؟

دلیل این امر اینست که مدار ماه و زمین باهم زاویه دارد و در بسیاری از حالات ماه از بالا یا پایین قرص خورشید می‌گذرد. مدار زمین و ماه در دو نقطه به هم بر خورد می‌کنند که به این دو نقطه گره‌های مداری می‌گویند و ماه هرگاه در این گره با زمین و خورشید در یک خط قرار بگیرد خورشید گرفتگی صورت می‌گیرد.

انواع کسوف

کسوف کامل

در این حالت ماه در نزدیکترین فاصله خود به زمین قرار دارد و در یک خط راست نیز قرار دارند. در این حالت کل قرص خورشید در پشت ماه پنهان می‌شود. سایه ماه فقط چند کیلومتر از سطح زمین را در بر می‌گیرد و به موازات حرکت ماه در مدار خود ، یک مسیر طولانی منحنی شکل در روی زمین می‌پیماید. تنها کسانی می‌توانند گرفتگی خورشید را ببینند که در جایی از این مسیر باریک و طولانی واقع باشند.

در هر نقطه ، مدت گرفتگی کامل ، بیشتر از دو تا پنج دقیقه طول نمی‌کشد. هر چه گرفتگی کامل نزدیکتر می‌شود، آسمان تاریکتر می‌شود و ستارگان بیشتری پدیدار می‌شوند. هنگامی که قرص خورشید کاملا پوشانده می‌شود، هاله سفید رنگ درخشانی در اطراف ماه می‌درخشد. این همان تاج است که بصورت هاله‌ای از گازهای رقیق و داغ از خورشید جریان دارند. در کنار قرص سیاه ماه ، حلقه باریک و سرخ رنگی از گازهای خورشید به چشم می‌خورد که فام سپهر نام دارد.

کسوف جزئی

ساعتی پیش از آغاز گرفتگی کامل ، ماه شروع به پوشاندن بخشی از خورشید می‌کند. در این مرحله گرفتگی صرفا حالت جزئی دارد. در نواحی وسیعی در هر دو سوی مسیر گرفتگی ، تنها گرفتگی جزئی قابل روئیت است. در بر خی گرفتگیها فقط نیم سایه با زمین در تماس است و تمام سایه از افراز قطبین می‌گذرد. طبعا این نوع خورشید گرفتگی در قطبین صورت می‌گیرد.

کسوف حلقه‌ای

فاصله خورشید تا زمین و نیز فاصله تا ماه ثابت نیست، این فاصله‌ها اندکی تغییر می‌کنند. هنگامی که زمین از حالت عادی خورشید نزدیکتر و از ماه دورتر است، اندازه ظاهری ماه کوچکتر از اندازه ظاهری خورشید می‌شود. اگر در این مواقع گرفتگی رخ دهد، ماه نمی‌تواند قرص خورشید را بطور کامل بپوشاند. در نتیجه حلقه درخشانی از نور خورشید دور تا دور ماه را فرا می‌گیرد. این حالت را گرفت حلقه‌ای می‌نامند. در گرفت حلقه‌ای ، آسمان همچنان روشن است و تاج خورشیدی نیز دیده نمی‌شود. به این دلیل ، ارزش علمی گرفت حلقه‌ای کم است.

ثبت کسوف

مردم در زمانهای قدیم از گرفتگی خورشید می‌ترسیدند. آنها علت گرفتگی را نمی‌دانستند و خیال می‌کردند که ممکن است خورشید برای همیشه ناپدید شود. امروزه گرفتگی کامل ، برای اخترشناسان فرصت گرانبهایی است تا بخشهای کم نورتر تاج و نیز لایه فام سپهر را مطالعه کنند. مدتها پیش از آنکه گرفتگی رخ دهد. برنامه ریزی دقیقی صورت می‌گیرد، تا چندین هیئت در مسیر گرفت مستقر شوند.

اخترشناسان تلاش می‌کنند تا محلهایی را انتخاب کنند که در مدت کوتاهی ، گرفتگی ابری نباشد. طی چند دقیقه قابل استفاده ، دوربینها و دستگاهها ، همزمان به عکسبرداری و آزمایشهای مختلف مشغول می‌شوند. حتی برخی از گروههای پژوهشگر در حالی که دستگاهها را در هواپیما جای می‌دهند، مطالعات خود را هنگام پرواز انجام می‌دهند. آنها با این روش می‌توانند از مزاحمت ابرها به دور باشند و نیز با پرواز هواپیما ، مسیر سایه ماه را دنبال کنند. از اینرو به مدت مشاهده گرفتگی چندین دقیقه افزوده می‌شود.

اهمیت علمی کسوف

ارزش علمی خورشید گرفتگی به بررسیهایی است که هنگام گرفتگی کلی می‌توان انجام داد که در مواقع دیگر عملا غیر ممکن است. وقتی ماه قرص خورشید را می‌پوشاند لایه‌های خارجی جو