太陽發光的科學原理是什么

　　太陽發光是我們經常愛你到的事情，所以有很多的人都會想知道太陽是如何發光的。下面是百分網小編為你精心推薦的太陽發光的科學原理，希望對您有所幫助。

　　太陽發光科學原理

　　太陽與地球之關系就好比植物與動物之關系.太陽僅是人看到某個大星球中的一小部分,這個大星球在進行自身的生長的同時,也會產生物質向極移聚現像,當物質移聚達極限時,就會產生物質轉化現像,即太陽中的發光現像,而由太陽體發出的太陽光又會與反射回的太陽光及別的星球產生的光一起而形成九大行星,這與地球上的動物起源原理是很類似的。

　　太陽是如何發光的

　　太陽是一顆典型的恒星，它每秒向宇宙空間發出巨大的能量。

　　自古以來，太陽為何會發光發熱，一直是人們關注的問題。曾有人認為，太陽是依靠燃燒煤來發光發熱的，但經過計算，如果太陽是一個大煤球，按照太陽的總輻射能量3.75x10^26J，只夠太陽發光發熱1500年。后又有人提出，太陽是依靠物質向內部“掉落”，即重力勢能轉變為動能，再轉變為熱能來發光發熱的，但這樣一來，太陽就必須因為不斷的收縮而越來越小，但沒有觀察到這一現象。且即使這樣，也只能維持太陽以觀測到的能量輻射一千多萬年。

　　上世紀20年代末，隨著元素放射性的發現，英國物理學家亞瑟·愛丁頓提出，太陽的能量只能來源于氫的核聚變反應，并在30年代出版的《恒星的結構》一書中詳細論述。但經過計算，要使氫發生核聚變反應，太陽中心的溫度必須達到上億度才行，而太陽中心的溫度只有約1500萬度，不足以引發氫的核聚變反應。

　　上世紀40年代，來自前蘇聯的美國物理學家喬治·伽莫夫應用德國物理學家維爾納·海森堡的量子物理不確定性原理(也稱測不準原理)，解釋了原子核的放射性。

　　美國物理學家富勒認為，這個解釋也可以反過來用。于是，他把伽莫夫的理論應用于太陽能量的產生，終于計算出，在太陽內部，氫的核聚變反應能夠在1500萬度的溫度下發生。

　　現在我們知道，包括太陽在內的所有恒星，都是借助于量子物理學原理，時刻發生著各種核聚變反應，并借此發光發熱的。

　　根據愛因斯坦的質能公式E=mc^2計算，每“燃燒”1千克氫，就能放出6.4×10^14焦耳的能量，相當于燃燒19000噸煤所產生的能量。按照太陽目前的總輻射量計算，每秒鐘有6億多噸的氫被轉化成氦。這聽起來很多，但其實只是太陽質量的很小一部分。太陽質量若取整數，大約是2×10^33克，或2×10^27噸。太陽每秒把6×10^8噸的氫轉變成氦，每年“燒”掉不到2×10^16噸的燃料。按照這樣的消耗速度，100億年也只用掉2×10^26噸的氫，只有太陽總質量的10%。太陽在50億年的漫長時間中，只消耗了不到5%的質量。太陽上，氫元素占元素總量的70%，氦占28%，其它元素只占2%。對于一顆恒星來說，雖然氫所占的量下降20%，該恒星就會顯露出“老態”，而按照目前太陽因核聚變反應速率計算，太陽足可以穩定地“燃燒”上3.32×1017秒，約10^10年，即100億年，因此說太陽現在剛到“中年”。它還可以穩定“燃燒”50億年以上。

　　太陽發光的原因

　　在太陽內部，4個氫原子發生氫核聚變縮合成一個氦原子，放出巨大能量，這能量就是光和熱。

　　太陽是利用核聚變發光發熱的，當兩種很輕的原子核在高溫下相遇時(比如氦和氫)，會合成新的原子核，同時釋放出巨大的能量。

　　因為它時刻都在進行核聚變

　　這是人們一直在探索的重要問題。但是由于受到科技研究手段的局限，雖然各種各樣的有關太陽能源的猜測相繼提出，卻總是找不出足夠的科學依據。大約一百年前，德國和英國的科學家們根據能量守恒和轉化定律提出太陽中的分子在引力的作用下會向中心坍縮。在著坍縮過程中，分子的動能會變成熱能。所以太陽維持著它極高的溫度，輻射出光和熱。

　　本世紀三十年代起，隨著原子核結構研究的深入，人們逐漸地認識到當很輕的原子核在極高的溫度下非常靠近時，會發生聚變，形成新的原子核，并且放出巨大的能量。這為解釋太陽的巨大能源的來源提供了新的理論。

　　美國物理學家貝特把聚變的理論推廣到太陽。他認為太陽內部高達2000萬度的高溫下氫原子聚變為氦原子，同時釋放出巨大的能量。根據這些核聚變計算出的太陽能量釋放值與觀察值相當吻合。

　　太陽的概況

　　在茫茫宇宙中，太陽只是一顆非常普通的恒星，宇宙中的任何一顆恒星的質量都要大于太陽,在造的太陽風延伸到100天文單位遠的日球層頂。這個太陽風形成的“氣泡”稱為太陽圈，是太陽系中最大的連續結構。太陽或日是位于太陽系中心的恒星，它幾乎是熱等離子體與磁場交織著的一個理想球體。其直徑大約是1,392,000(1.392×10^6)公里，相當于地球直徑的.109倍;質量大約是2×10^30千克(地球的330,000倍)，約占太陽系總質量的99.86%。 從化學組成來看，太陽質量的大約四分之三是氫，剩下的幾乎都是氦，包括氧、碳、氖、鐵和其他的重元素質量少于2%.

　　地球圍繞太陽公轉的軌道是橢圓形的，每年7月離太陽最遠(稱為遠日點)，每年1月最近(稱為近日點)，平均距離是1億4960萬公里(天文學上稱這個距離為1天文單位)。以平均距離算，光從太陽到地球大約需要經過8分19秒。太陽光中的能量通過光合作用等方式支持著地球上所有生物的生長，也支配了地球的氣候和天氣。人類從史前時代就一直認為太陽對地球有巨大影響，有許多文化將太陽當成神來崇拜。 對太陽的正確科學認識進展得很慢，直到19世紀初期，杰出的科學家才對太陽的物質組成和能量來源有了一點認識。人類對太陽的理解一直在不斷進展中，還有大量有關太陽活動機制方面的未解之謎等待著人們來破解。

　　太陽圓面在天空的角直徑為32角分，與從地球所見的月球的角直徑很接近，是一個奇妙的巧合(太陽直徑約為月球的400倍而離我們的距離恰是地月距離的400倍)，使日食看起來特別壯觀。由于太陽比其他恒星離我們近得多，其視星等達到-26.8，成為地球上看到最明亮的天體。太陽每25.4天自轉一周(隨緯度有所差異，赤道快，極點慢些，約30.2天)，每2.5億年繞銀河系中心公轉一周。太陽因自轉而呈輕微扁平狀，與完美球形相差0.001%，相當于赤道半徑與極半徑相差6km(地球這一差值為21km，月球為9km，木星9000km，土星5500km)。差異雖然很小，但測量這一扁平性卻很重要，因為任何稍大一點的扁平程度(哪怕是0.005%)將改變太陽引力對水星軌道的影響，而使根據水星近日點進動對廣義相對論所做的檢驗成為不可信。

　　在其存在的最后階段，太陽中的氦將轉變成重元素，太陽的體積也將開始不斷膨脹，直至將地球吞沒。在經過一億年的紅巨星階段后，太陽將突然坍縮成一顆白矮星--所有恒星存在的最后階段。再經歷幾萬億年，它將最終完全冷卻,然后慢慢地消失在黑暗里。太陽是距離地球最近的恒星，是太陽系的中心天體。體積是地球的130萬倍。在銀河系內一千多億顆恒星中，太陽只是普通的一員，它位于銀河系的對稱平面附近，距離銀河系中心約26000光年，在銀道面以北約26光年, 它一方面繞著銀心以每秒250公里的速度旋轉，另一方面又相對于周圍恒星以每秒19.7公里的速度朝著織女星附近方向運動。其中心區不停地進行熱核反應，所產生的能量以輻射方式向宇宙空間發射。

　　自轉

　　太陽地球自轉不能以云層或海洋為依據，太陽自轉也不能看表面，但人們無法知道其內部情況，所以無法知道太陽自轉數據。人們只看到太陽是流體星球，其它都是推測。

　　公轉

　　太陽繞銀河系中心公轉。銀河系中心可能有巨大黑洞,但它周圍布滿了恒星,所以看上去象“銀盤”。這些恒星都繞“銀核”公轉。與地球公轉不同，這些恒星公轉每繞一周離“銀核”會更近。

　　太陽光

　　陽光是地球能量的主要來源。太陽常數是在距離太陽1天文單位的位置（也就是在或接近地球），直接暴露在陽光下的每單位面積接收到的能量，其值約相當于1,368W/m3（瓦每平方米）。經過大氣層的吸收后，抵達地球表面的陽光已經衰減——在大氣清澈且太陽接近天頂的條件下也只有約1,000W/m3。

　　有許多種天然的合成過程可以利用太陽能-光合作用是植物以化學的方式從陽光中擷取能量（氧的釋出和碳化合物的減少），直接加熱或使用太陽電池轉換成電的儀器被使用在太陽能發電的設備上，或進行其他的工作；有時也會使用集光式太陽能（也就是凝聚陽光）。儲存在原油和其它化石燃料中的能量是來自遙遠的過去經由光合作用轉換的太陽能。

　　溫度

　　核心

　　核心是太陽內唯一能經由核聚變產生大量能量的區域，溫度高達1570萬K。99%的能量產生在太陽半徑的24%以內，而在30%半徑處，核聚變反應幾乎完全停止。

　　光球層

　　光球層上最顯著的現象就是太陽黑子，所謂太陽黑子，只指太陽光球層上的溫度相對較低的區域，其溫度約為4500K，而光球其余部分的溫度約為5777K。

　　色球層

　　色球厚度約2000千米，太陽的溫度分布從核心向外直到光球層，都是逐漸下降的 ，但到了色球層，卻又反常上升，到接近頂端的溫度大約在20000K。

　　日冕

　　日冕是太陽大氣的最外層，它由高溫、低密度的等離子體所組成，日冕的溫度高達百萬度。

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