怎么检测到太阳的温度(测量太阳温度是可行的吗)

太阳表面温度可以通过实验直接测量得出的。

怎么检测到太阳的温度(测量太阳温度是可行的吗)(1)

太阳是一个巨大的由电离气体构成的等离子体球,其能量来自于核心区域发生的由氢核到氦核的核聚变反应,而该反应的发生要求内核温度达到约1300万开尔文。所以我们可以根据太阳运作方式的理论来模拟实际中心的温度,这个温度目前为开氏1571万度。

怎么检测到太阳的温度(测量太阳温度是可行的吗)(2)

我们见到的太阳光是在太阳内部深处“制造”出来的。“制造”出来之后,光子在太阳内部被多次反射并逐渐从太阳射出。由于太阳没有地球这样的固体表面,所以我们需要对太阳表面的范围进行定义,即一段距太阳核心的平均距离,在这段距离中光线不断被反射,最终射出太阳。事实证明,太阳表面几乎具有黑体的光谱(黑体是一个物理概念,发出的每个波长的光的比例仅是表面温度的函数)。这对我们估计太阳温度是有利的,因为我们可以测量出太阳的光谱,然后用黑体光谱计算温度。

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从太阳的光谱我们可推断,其表面温度大约为5800开氏度,即5527摄氏度。

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太阳的有效温度或黑体温度(5777K)是一个相同大小的黑体,在产生完全辐射的功率时所对应的温度。

科学家如何测得太阳表面的温度?

当然不是用探热针了。先说如何测量太阳的表面温度。物理学家知道,所有物体都会放射电磁波(除非它的温度是绝对零度),波长包括了各个波段,由无线电波以至伽玛射线,这些由物体的温度产生的辐射称为热辐射。例如,我们的身体其实正在放射着以红外线为主的热辐射。从着物体温度的增加,辐射量最强的波长也会变得较短。太阳表面放出的辐射,主要是波长为5000唉的黄绿色光。所以,根据热辐射理论,我们得出太阳表面温度为摄氏5500度。

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至于太阳核心的温度, 由于我们没法直接观测太阳的内部, 所以只能以核子物理学的理论来推测。太阳核心的密度大约是150 克/ 立方厘米( 即是水的150 倍), 在这压力下, 温度至少要15600000 度才能产生热核反应。太阳核心炽热不足为怪, 但原来远离核心的日冕温度也是很高的。日冕很稀薄, 但范围可延伸至达太阳半径十倍之远, 温度更高达约1000000 度( 放出的热辐射主要是X 射线波段) 。为什么日冕温度可以比太阳表面更高, 仍是天文学上一个未解之谜, 但一般认为与太阳磁场的作用有关。※ 天文学家可以透过太阳表面的震动, 来推测太阳核心的大小和密度, 手法和利用地震推测地球核心的大小和密度相似。

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相关知识

太阳或日是位于太阳系中心的恒星,它几乎是热等离子体与磁场交织著的一个理想球体。其直径大约是1392000公里,相当于地球直径的109倍;质量大约是地球的333000,约占太阳系总质量的99.86%,同时也是约2697.3万倍的月球质量。 从化学组成来看,太阳质量的大约四分之三是氢,剩下的几乎都是氦,包括氧、碳、氖、铁和其他的重元素质量少于2%。

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