日冕層的含義如何劃分太陽大氣層,即色球層,光球層,日冕層的劃分界限
題目:
日冕層的含義
如何劃分太陽大氣層,即色球層,光球層,日冕層的劃分界限
解答:
我們肉眼所見的太陽表面是光球——雖然這不是真正的表面,只是球體光度最大的部分.這氣層上有一些斑駁的黑子,也會經常產生耀斑.
在光球的頂上又有一層氣體叫做色球,這用分光儀在任何時候都看得見,可是直接看卻只有在日全食的時候才可以.
從紅色的色球噴發出同樣紅的火焰叫做日珥.
包圍全部的是日冕.
以上是我們所見的太陽.我們知不知道太陽究竟是什麼呢?首先,它究竟是固體呢,液體呢,還是氣體呢,或者是別的什麼形態?
看得見的表面不是固體已由它的自轉的性質表明了.我們已知道它的表面上的各部分自轉周期是不相同的.而且,它的極高的溫度也不能讓它是固體或者液體的.許多年來大家都相信太陽內部一定是一大團等離子體——一種具有很多奇妙性質的物質狀態——但被太陽巨大的引力壓成非常緻密的狀態——事實上按照物理理論,我們認爲理想氣體的狀態方程仍然適用於太陽內部,所以我們也可以將其看作是氣體.
人人都會承認太陽一定是極熱的.它能在1.4億多千米外讓我們感受到炎炎夏日的威力,本身當然更是要熱極了.這從適當的測算看來也是真的——作爲太陽輻射直接來源的光球已有6 000℃以上的高溫了.
不同方法對太陽表面溫度所作的測量都可以得到相同的結果.這些方法都遵循同一個途徑——輻射體溫度與輻射功率之間是有確定的關係的.譬如說,輻射與溫度的4次方成比例.這就是所謂斯特藩定律(Stefan’s law).這定律告訴我們,如果輻射體的溫度加倍,它的輻射出的熱量就要增大16倍.
假設用一個平底盆盛1厘米深的冷水,讓太陽光直射下去.1分鐘後,如果沒有空氣的影響而水又沒有熱量損失的話,溫度計就會讀出水的溫度約增高了2℃.
因此,假如有一層1厘米厚的冷水組成的球形的殼,半徑恰等於地球對太陽的距離,恰好將太陽圍在正中,在1分鐘後就會增加上述的溫度.既然這一殼層已經將太陽完全包住,那麼我們就已經在1分鐘內捉住了太陽的全部輻射了.
由這種測算得出從太陽表面的每平方米中都不息地流出8.4萬馬力的能量來.再依據輻射定律,我們又可以由此推算出太陽的溫度來.實際上我們不用水盆和普通溫度計,卻是用一種很精巧的儀器——「太陽熱量計」(pyrheliometer).用這種儀器的觀測已在史密森天體物理學天文台(Smithsonian Astrophysical Observatory)的各個分部進行了許多年了.
因爲我們不能看見光球以下的太陽內部,所以要得到一個關於太陽內部情況的明確概念就非常困難.但我們完全可以假定越深處的壓力與溫度越高.早在1870年美國物理學家萊恩(Lane)就已經計算過太陽內部的溫度,他假定裡面各處都在一種平衡的狀態中.太陽內部每一點上物質的全部重量都完全被下面熱氣體的膨脹力所支持.問題便是算出內部要熱到什麼程度才可以使太陽不致被自己的重量壓碎.
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