太陽表面溫度可以通過實驗直接測量得出的。

測量太陽溫度是可行的嗎?如果可行,怎麼測呢? 科技 第1張

太陽是一個巨大的由電離氣體構成的等離子體球,其能量來自於核心區域發生的由氫核到氦核的核聚變反應,而該反應的發生要求內核溫度達到約1300萬開爾文。所以我們可以根據太陽運作方式的理論來模擬實際中心的溫度,這個溫度目前為開氏1571萬度。

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我們見到的太陽光是在太陽內部深處“製造”出來的。“製造”出來之後,光子在太陽內部被多次反射並逐漸從太陽射出。由於太陽沒有地球這樣的固體表面,所以我們需要對太陽表面的範圍進行定義,即一段距太陽核心的平均距離,在這段距離中光線不斷被反射,最終射出太陽。事實證明,太陽表面幾乎具有黑體的光譜(黑體是一個物理概念,發出的每個波長的光的比例僅是表面溫度的函數)。這對我們估計太陽溫度是有利的,因為我們可以測量出太陽的光譜,然後用黑體光譜計算溫度。

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從太陽的光譜我們可推斷,其表面溫度大約為5800開氏度,即5527攝氏度。

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太陽的有效溫度或黑體溫度(5777K)是一個相同大小的黑體,在產生完全輻射的功率時所對應的溫度。科學家如何測得太陽表面的溫度?

當然不是用探熱針了。先說如何測量太陽的表面溫度。物理學家知道,所有物體都會放射電磁波(除非它的溫度是絕對零度),波長包括了各個波段,由無線電波以至伽瑪射線,這些由物體的溫度產生的輻射稱為熱輻射。例如,我們的身體其實正在放射着以紅外線為主的熱輻射。從着物體溫度的增加,輻射量最強的波長也會變得較短。太陽表面放出的輻射,主要是波長為5000唉的黃綠色光。所以,根據熱輻射理論,我們得出太陽表面溫度為攝氏5500度。

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至於太陽核心的溫度, 由於我們沒法直接觀測太陽的內部, 所以只能以核子物理學的理論來推測。太陽核心的密度大約是150 克/ 立方厘米( 即是水的150 倍), 在這壓力下, 溫度至少要15600000 度才能產生熱核反應。太陽核心熾熱不足為怪, 但原來遠離核心的日冕溫度也是很高的。日冕很稀薄, 但範圍可延伸至達太陽半徑十倍之遠, 溫度更高達約1000000 度( 放出的熱輻射主要是X 射線波段) 。為什麼日冕溫度可以比太陽表面更高, 仍是天文學上一個未解之謎, 但一般認為與太陽磁場的作用有關。※ 天文學家可以透過太陽表面的震動, 來推測太陽核心的大小和密度, 手法和利用地震推測地球核心的大小和密度相似。

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相關知識

太陽或日是位於太陽系中心的恆星,它幾乎是熱等離子體與磁場交織著的一個理想球體。其直徑大約是1392000公里,相當於地球直徑的109倍;質量大約是地球的333000,約佔太陽系總質量的99.86%,同時也是約2697.3萬倍的月球質量。 從化學組成來看,太陽質量的大約四分之三是氫,剩下的幾乎都是氦,包括氧、碳、氖、鐵和其他的重元素質量少於2%。

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