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太阳篇(五)太阳辐射及其能量来源与能量分布

(2007-09-21 19:17:15)
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谈天说地

分类: 谈天说地

 

一、什么是太阳辐射?太阳辐射的能量如何测定?

 

太阳源源不断地以电磁波和宇宙线等形式向四周放射能量,这称为太阳辐射。太阳每秒辐射的能量可以通过测定太阳常数而得到。所谓太阳常数就是指:在地球大气外离太阳一个天文单位的地方, 垂直于太阳光方向的单位面积上在单位时间内接收的全部辐射能量。现已测定, 这个太阳常数为每分钟1.96/厘米2。大家知道,一个天文单位是指日地平均距离,等于1.496亿千米。不难理解,太阳每秒辐射的总能量应等于太阳常数乘上以日地平均距离为半径的球面积再除以60秒。球面积等于球半径平方乘4п。由此可以算得太阳每秒辐射的总能量等于3.86×1033 尔格。

 

二、太阳辐射的能量来源

 

太阳辐射的能量来是由于在太阳中心进行着将氢聚变为氦的热核反应。因为氢原子量为1.00812, 氦原子量为4.00388, 氢原子量的4倍是4.03248,比氦原子量多0.0286, 所以每四个氢原子聚变为一个氦原子时将亏损质量0.0286原子量。 根据爱因斯坦的质能关系(E= m c2 ),0.0286原子量的质量亏损相当于释放出4.279×10-5 尔格的能量。1克氢聚变为氦时其质量亏损为0.0072, 所释放的能量为6.5×1018 尔格。太阳每秒钟要辐射出3.86×1033 尔格的能量,相当于每秒亏损400多万吨氢。然而这对于太阳的巨大质量来说还是很小的。目前,在太阳的组成成分中氢占71%,氦占27%,其它元素占2% 。太阳在过去50亿年的漫长时间中,只消耗了很少一部分质量。据估计,太阳的寿命(即稳定时期)可达100亿年,目前它正处于稳定而旺盛的中年时期。 

 

三、太阳辐射的能量分布

 

太阳辐射的能量分布,在可见光部分占48%;波长比紫光短的紫外区占7%;波长比红光长的红外区占45%   从1942年起已了解太阳发射电磁波的辐射在0.5米波长以下辐射来自色球层的低层,而较长的波长则来自日冕。太阳除辐射红外光、可见光、紫外光和电磁波外,还辐射X射线和宇宙线。近年来应用安置在火箭和人造星上的适宜的望远镜拍摄到了太阳的高分辨率的X射线照片,并发现,在太阳表面的局部区域,主要是在耀斑附近出现X射线的爆发。

 

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