- ما هو ضوء الشمس؟
- أصل ضوء الشمس
- تكوين ضوء الشمس
- أهمية ضوء الشمس
- ضوء الشمس على النباتات
- فوائد ضوء الشمس
- مخاطر أشعة الشمس
نفسر ما هو ضوء الشمس ، ما هو أصله وتكوينه. أيضًا ، ما سبب أهميته ، مخاطره وفوائده.
ما هو ضوء الشمس؟
نسمي ضوء الشمس الطيف الكامل للإشعاع الكهرومغناطيسي القادم من النجم المركزي لكوكبنا. النظام الشمسي، ال شمس. إن وجوده في السماء يحدد الفرق بين الليل والنهار ، ويشكل جزءًا حيويًا من تصورنا للعالم على كل المستويات.
الشمس هي مصدر خفيفة ص الحرارة الأهم والأكثر ثباتًا الذي نعرفه ، بفضله كوكب الأرض الظروف المثالية لـ الحياة. يخترق الإشعاع الكهرومغناطيسي الذي ينبعث منه هذا النجم أجواء وتصل شدة الإضاءة إلى 93 لومن لكل واط من الطاقة الكهرومغناطيسية ، على طول أطياف الضوء الثلاثة: الأشعة تحت الحمراء والمرئية والأشعة فوق البنفسجية.
الطريقة التي يصل بها ضوء الشمس إلى سطح الأرض يعتمد إلى حد كبير على الموقع المداري للكوكب وميله و حركة دورانية، فضلا عن النسبة المئوية طاقة الذي تبدده الغلاف الجوي ، وخاصة بواسطة طبقة الاوزون.
يتلقى كوكبنا حوالي 4000 ساعة من ضوء الشمس سنويًا في مناطقه الاستوائية ، ويقدر أنه بدون هذه المرشحات الطبيعية ، ستكون شدته بحيث يكون كوكبنا أكثر سخونة وأكثر صحراء ، مثل جارتنا ، المريخ.
أصل ضوء الشمس
ضوء الشمس هو نتاج تفاعلات الاندماج النووي التي تحدث في قلب الشمس ، حيث يتحول الهيدروجين بكميات كبيرة إلى هيليوم وعناصر أخرى أثقل بفعل الحركة الهائلة. الجاذبية التابع نجمة (تمتلك أكثر من 99٪ من الجماعية للنظام الشمسي).
تنتج هذه القنبلة الذرية الأبدية في الفضاء مستويات مختلفة من الحرارة والإشعاع الكهرومغناطيسي ، والتي تصل في الطبقة الخارجية ، الغلاف الضوئي ، إلى توازن حراري وأعلى درجات الحرارة، بالإضافة إلى الموجات الكهرومغناطيسية المتعددة ، والتي يكون طيفها المرئي هو ما نسميه ضوء الشمس أو الضوء الطبيعي.
تكوين ضوء الشمس
يتكون ضوء الشمس من انتشار طاقة وليس من موضوع عبر الفضاء ، أي في شكل إشعاع ينتقل عبر خمس مناطق مختلفة من الطول من لوح، ما هم:
- ضوء الأشعة فوق البنفسجية سي (UVC). الضوء بأعلى تردد له في مدى بين 100 و 280 نانومتر. يمتص الغلاف الجوي معظمها ، لحسن الحظ ، حيث أن لها تأثيرًا شديدًا على الحياة و الحمض النووي. يأتي اسمها من حقيقة أنها تقع في نطاق أعلى بكثير من نطاق الضوء البنفسجي ، وهو أعلى نطاق يمكن للعين البشرية أن تلتقطه ، أي أنه نوع غير مرئي من الضوء.
- ضوء الأشعة فوق البنفسجية ب (UVB). يتراوح بين 280 و 315 نانومتر ، وله تأثير قوي على الغلاف الجوي ، حيث يطلق معظم تفاعلاته الكيميائية الضوئية ، مثل إنتاج طبقة الأوزون. وبهذه الطريقة تصل أيضًا إلى سطح الأرض بكميات قليلة جدًا.
- الأشعة فوق البنفسجية أ (UVA). بمدى يتراوح بين 315 و 400 نانومتر ، فإن شكل الإشعاع عالي التردد هو الذي يصيب سطح الأرض ، دون أن يكون مرئيًا للعين البشرية. نحن مدينون لها بدباغة جلودنا ، ولكننا مدينون أيضًا بإمكانية الإصابة بسرطان الجلد.
- نطاق الضوء المرئي. ينتشر على مدى يتراوح بين 400 و 700 نانومتر ، فهو يدور حول الأشكال المختلفة للضوء التي تشكل الطيف المرئي. إذا اخترق ضوء الشمس منشورًا ، مثل قطرات المطر في الغلاف الجوي ، فيمكننا أن نرى كيف ينقسم إلى أطوال موجية مختلفة ، والتي تشكل في أعيننا مختلفًا. الألوان: البنفسجي (حوالي 400 نانومتر) والأزرق (حوالي 450 نانومتر) والأخضر (حوالي 520 نانومتر) والأصفر (حوالي 600 نانومتر) والبرتقالي (حوالي 650 نانومتر) والأحمر (حوالي 700 نانومتر).
- ضوء نطاق الأشعة تحت الحمراء. بمدى يتراوح بين 700 نانومتر و 1000 ميكرومتر ، فإن الإشعاع هو الذي يساهم بأكبر قدر من الحرارة من الشمس. ولا يمكن للعين البشرية اكتشافه ويمكن تقسيمه بدوره إلى ثلاثة أنواع: الأشعة تحت الحمراء القريبة (من 800 نانومتر إلى 2500 نانومتر) ، الأشعة تحت الحمراء المتوسطة (2500 نانومتر إلى 50 ميكرومتر) والأشعة تحت الحمراء البعيدة (50 إلى 1000 ميكرومتر).
أهمية ضوء الشمس
ضوء الشمس ضروري لكوكبنا ليكون على ما هو عليه ، بعدة طرق. من ناحية أخرى ، يوفر إشعاعها الطاقة اللازمة لبدء تفاعلات كيميائية مختلفة في الغلاف الجوي وفي الغلاف الصخري بدائي ، كانت نتيجته المباشرة هي تكوين طبقة الأوزون وتعديل طقس الأرض ، والتي أدت في النهاية إلى الظروف المواتية لظهور الحياة.
بدون ضوء الشمس ، فإن البناء الضوئي لن يكون ذلك ممكنا وكان يجب على الحياة أن تتحول إلى الآخرين طرق ليتم إنتاجها ونشرها وتطورها. توفر أشعة الشمس الحرارة في الغلاف الجوي ، مما يسمح للمواسم المناخية التي تشكل دورة الغلاف الجوي طبيعة سجية. بدون ضوء الشمس ، كان من المحتمل أن يكون عالمنا باردًا وميتًا ، مثل الكواكب الخارجية للنظام الشمسي.
ضوء الشمس على النباتات
النباتات تعيش بفضل استخدام العناصر غير العضوية مثل ماء، ال ثاني أكسيد الكربون (CO2) وضوء الشمس ، وذلك بفضل عملية تخليق السكريات الصالحة للاستخدام كيميائيا حيويا ، والمعروفة باسم التمثيل الضوئي. هذا هو السبب في ضرورة تعرض النباتات لأشعة الشمس (بالدرجات وفقًا لـ أنواع، بالطبع).
تتم عملية التمثيل الضوئي بواسطة الطحالب والبكتيريا الزرقاء وجميع أشكال الغطاء النباتي ، وتتكون من سلسلة من التفاعلات الكيميائية التي تحركها طاقة الشمس ، والتي تسمح بتكوين الجلوكوز وفقًا للصيغة التالية:
6CO2 + 6H2O + E = C6H12O6 + O2
هذه العملية ، كما سنرى ، تنتج أكسجينًا ثانويًا يتم إطلاقه في الغلاف الجوي ، مما يجعله يتنفس من أجله الحيوانات. بمجرد الحصول على الجلوكوز من خلال عملية التمثيل الضوئي ، يمكن للنباتات أن تتأكسد بانتظام (التنفس الخلوي) ، والحصول على ATP اللازمة للحفاظ على الخاص بك التمثيل الغذائي المشي ، النمو ، التكاثر ، إلخ.
فوائد ضوء الشمس
التعرض لأشعة الشمس له عدد من الآثار الإيجابية على جسم الإنسان ، والتي تتجاوز تزويدنا بالحرارة والضوء المحسوسين لإدراك العالم من حولنا. من بين فوائده:
- استقلاب فيتامين د لا غنى عنه لتثبيت الكالسيوم.
- إطلاق أكسيد النيتريك. الذي يشمل تأثيره على الجسم تنظيم ضغط الدم.
- إنتاج الكولي كالسيفيرول. مضاد اكتئاب طبيعي تنخفض مستوياته في السكان تتعرض لفصول الشتاء القاتمة ومرتبطة بالاكتئاب الصيفي.
مخاطر أشعة الشمس
هناك الكثير من الجدل حول ما إذا كان ضوء الشمس مفيدًا تمامًا أم أنه عامل خطر أيضًا لأنواع معينة من سرطان الجلد أو سرطان الجلد. من المعروف أن الأشكال عالية التردد من الأشعة فوق البنفسجية لها تأثير كبير على الحمض النووي ، لدرجة أنه يمكن استغلالها كمبيد للجراثيم في المختبرات. ومع ذلك ، فإن مستويات هذا الضوء التي تسقط عادة على سطح الأرض ليست عالية ؛ حالة كان من الممكن أن تتغير خلال السنوات التي ضعفت فيها طبقة الأوزون تلوث الهواء، في نهاية القرن العشرين.