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太阳到底有多热(第1页)

太阳到底有多热

对于我们的前辈们来说,太阳的重要性更主要的是来自于它作为一个光源的身份而非热源。在神话传说中,太阳总是神驾着的骏马(浑身发光),拉着的光彩夺目的战车,于天际之间翱翔,但却从未发现有关太阳热量的描写。更有甚者,曾有人幻想登上太阳的表面,就像做一次如登月一样的飞行,从而去探索太阳的奥秘。即使在人们已能理解太阳光的本质之时,仍未对太阳的热性质产生足够的重视。

我们早就知道,夏天比冬天暖和,白天比黑夜暖和,太阳直晒地比阴凉地暖和。而在此前提下,我们也只知道太阳是具有热量的,但可能根本没想知道太阳究竟多热。我们也仅仅能在1。5亿千米之外,通过感受太阳光来判断它是一个巨大的火球。幸运的是,我们无需通过制作一支特殊的温度计来测出太阳的温度,因为我们已经发现太阳本身的温度决定了它所发出的光线多少和强弱。

*对太阳温度的探索

俄国天文学家采拉斯基教授很久以前曾做过这样一个实验:通过一个直径1米的凹面镜产生一个太阳像(1分钱硬币大小),该像位于凹面镜的焦点上。而当金属片被这个亮斑照射时,很快就弯曲、熔化了。经过采拉斯基教授测算,这个光斑的温度大约有3500℃。他断定,太阳上的温度一定要高于3500℃。

1879年,奥地利物理学家史蒂芬·斯塔梵指出,当某物体发生温度变化时,它所产生射线总量按绝对温度(一种温度的表征形式,绝对零度等于-273℃)变化的4次方变化。也就是说,如果物体的绝对温度变成原来的2倍,那该物体产生的射线总量就会升高为原来的16倍,以此类推,而当它的绝对温度升到3倍时,产生的射线总量会提高81倍……

1893年,德国物理学家威赫姆·韦恩又指出,任何发热物体所产生的射线光谱范围都是一定的,光谱范围在物体温度升高时,依次由红到紫而改变颜色,一般情况下:600℃时是深红色;1000℃时是鲜红色;1500℃时是玫瑰色;3000℃时是橙黄色;5000℃时为草黄色;6000℃时为黄白色;12000~l5000℃时为白色;25000℃以上时是蓝白色。而太阳的光谱线位置正处于黄区,由此得知,太阳表面温度约为6000℃。

不过,只能表明太阳表面的温度是6000℃。根据对地球的认识,科学界认为,任何一个星球内部的温度都比其表面的温度要高,这一法则同样适用太阳。既然太阳表面温度就与地心温度类似,同时由于太阳的质量巨大,其内部产生的压力是远远大于地球内部的,因此科学界认为,太阳内部的温度比木星内部50000℃还要高。

*太阳内部到底有多热

20世纪20年代,英国天文学家阿瑟·斯坦莱·爱迪生找到了太阳温度的答案。首先他将太阳设想为一个巨大的高温气球,太阳上各种物质在重力的作用下将产生向其内部运动的趋势。如果内部气体含量过小,那么因重力作用,这个气球就会急剧收缩。而事实上,太阳直到今天也没有收缩。因此,爱迪生认为,太阳本身存在某种强大力量使其保持坚固结构并能有效阻止其收缩。他认为,这些现象都归因于热现象的作用。

爱迪生通过在地球上的实验得出结论:气体体积在温度升高时会逐渐膨胀。因此,他认为太阳每时每刻的状态都保持一种平衡,其内部蕴含的热量使其产生扩张的趋势,而同时它在重力的作用下,又产生了收缩的趋势。由于这种平衡的作用,太阳将永远稳定地存在下去。

根据对太阳重力的计算,爱迪生大致求出了在保持平衡状态下太阳本身所必须具备的热量。使他大为吃惊的是,太阳内部的温度竟会达到百万数量级。而如今较权威的数据显示,太阳的温度能达到1500万℃。

小知识——太阳常用数据

太阳质量=1。9891×1033克

太阳半径R=6。96265×105千米

太阳表面积=6。087×1012平方千米

太阳体积=1。412×1018立方千米

太阳平均密度=1。409克·厘米-3

太阳常数f=1。97卡·厘米-2·分-1

太阳表面有效温度=5770K

日地距离:

日地平均距离(天文单位)=1。49597870×1011米(1亿5千万千米)

日地最远距离=1。5210×1011米

日地最近距离=1。4710×1011米

太阳自转会合周期:

赤道=26。9天

极区=31。1天

光谱型:G2V

目视星等=-26。74等

绝对目视星等=4。83等

热星等=--26。82等

绝对热星等=4。75等

太阳表面重力加速度=2。74×104厘米/秒2

太阳表面脱离速度=618千米/秒

太阳中心温度=1。5×107K

太阳中心密度=160·厘米-3

地球附近太阳风的速度=450千米/秒

太阳运动速度(方向α=18h07m,δ=+30°)=19。7千米/秒

太阳年龄≈5。45×109年

太阳活动周期=11。04年

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