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你们知道太阳的温度吗,知道太阳的温度怎么求波长

来源:整理 时间:2022-04-11 13:54:34 编辑:科技知识 手机版

如何计算太阳表面温度?

太阳的温度非常高,其表面温度可达5500摄氏度,人类目前所能制造出的最耐高温材料在这种温度下也会发生熔化。并且太阳距离地球很遥远,我们不可能直接用工具测量出太阳的温度。不过,通过分析太阳的光谱可以知道太阳表面的温度。对于任意温度高于0 K的物体(已知的任何物体都是这样),它们都会向外辐射出特定的电磁波,其电磁波谱的形状取决于温度。

举例来说,一块铁被加热时,它的温度不断升高,其电磁波谱的特征也会不断发生变化,对应看起来的颜色也会随之改变。铁的温度较低时呈现为红色,而温度较高时呈现为白色。对于黑体(完全吸收电磁波的理想物体)而言,在任意一个温度下,其电磁波的辐射率和波长关系可以由普朗克黑体辐射定律进行描述(如上所示)。虽然黑体只是一种理想物体,但恒星与黑体的相似高达99.9%,所以恒星可视作黑体,它们也会遵循普朗克定律。

通过测量太阳在不同波段辐射出的电磁波强度,可以绘制出太阳的电磁波谱曲线,然后把该曲线与普朗克黑体辐射定律给出的理论曲线进行拟合,这样就能确定太阳表面的温度。结果表明,在5772 K,即5499 ℃的温度下,拟合度非常高,所以这个温度即为太阳表面的温度。另一方面,根据黑体辐射原理,还可以得到如下的斯特藩-玻尔兹曼定律:或者上式中,L表示恒星的光度(辐射功率)、r表示恒星的半径,σ表示斯特藩-玻尔兹曼常数(5.67×10^-8 W/m^2/K^4)、T表示恒星的表面温度。

可以看到,只要知道太阳的光度和半径就能计算出太阳的表面温度。通过位于太空中绕地球飞行的人造卫星,可以测出太阳照射到地球轨道上的辐射功率S(又称太阳常数)为1361 W/m^2,也就是说,地球轨道上每平方米的面积在每秒钟接收到的太阳能量为1361 J。由于太阳在单位时间内向各个方向辐射出的能量基本上的均匀的,所以根据如下的公式可以把太阳光度和太阳常数联系起来:L=4πd^2·S其中d表示日地距离,大小约为1.5亿公里。

既然太阳远不可靠近,那么人类怎么测量它的大小温度?

太阳核心温度是根据太阳质量和年龄推算出来的。太阳表面温度是用黑体辐射公式计算出来的。不知道你有没有拿金属(铁之类的)在火炉上烧过。温度比较低的时候,是暗红色的,温度逐渐升高,发光的光波波长越短。实际上就算是常温下,物体也会发光,只不过发出的是波长超长,肉眼看不见的红外线。科学家经过测量,找到了物体发光波长与温度之间的关系。

通过测量太阳光的中心波长,就可以计算出太阳表面温度了。而且人类是可以制作出6000°C温度的,对比一下就知道计算得对不对了。另外我们常用的红外线测温仪也是利用黑体辐射公式计算的。准确度是经得起实践经验的。至于太阳的照片,一般是望远镜拍的。普通望远镜加上巴德膜就可以拍太阳。专业的日珥镜只透过很窄的氢阿尔法波可以记录下日珥的玫瑰红色以及精细结构。

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