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太阳表面温度约多少°C(如何计算太阳表面温度)

大家好,今天来为大家解答太阳表面温度约多少°C这个问题的一些问题点,包括如何计算太阳表面温度也一样很多人还不知道,因此呢,今天就来为大家分析分析,现在让我们一起来看看吧!如果解决了您的问题,还望您关注下本站哦,谢谢~

本文目录

  1. 如何计算太阳表面温度
  2. 太阳有多大
  3. 太阳由内到外可分为哪四层
  4. 飞机在一万多米的高空,离太阳更近,为什么温度却是零下40摄氏度

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0K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5772K,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^-8W/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1361W/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1361J。

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。因此,由上式能计算出太阳光度为3.828×10^26W。

根据日地距离和太阳视直径,可以知道太阳的半径约为6.957×10^8m。

综上,把太阳光度和半径参数代入斯特藩-玻尔兹曼定律,可以计算出太阳的表面温度T≈5772K。

太阳有多大

太阳有多大?这个问题对于今天的人类来说已经不是什么难题了。人类已经测量出了太阳的直径。太阳的直径大约是1392000公里。那么139万2千公里到底有多大呢?我们可以从多个角度进行一下比较就对太阳的大小有概念了。

图示:太阳

和地球直径比较

人类生活在地球上。我们这个世界有多大?朋友们应该都有所感悟,我们的世界很大很大。地球的直径大约是12756公里。太阳的直径是地球的地球的109倍之多,体积大约是地球的130万倍。换句话说,太阳可以装得下130万个地球。

和地球赤道距离比较

地球一周最长的地方是赤道。赤道的周长大约是40075公里。太阳的赤道有多长呢?我们可以根据太阳的直径计算得知大约是437万公里。太阳赤道周长同样是地球赤道周长的109倍。

民航飞机的飞行时速一般是900公里,一架飞机围绕地球赤道一周需要的时间大约是44.5小时。但是如果围绕太阳赤道飞行一周的话就需要大约4856个小时,202天的时间。

图示:太阳和八大行星比较

和地月距离比较

地球到月球之间的距离大约是384000公里。太阳的半径是696000公里,是地球到月球之间距离的1.8倍。也就是说,如果把太阳放到地球的位置上,那么太阳的表面就会超过月球的位置,达到几乎地月距离两倍的地方。

缩小比例再比较一下

上面的比较的数字还是天文数字,太大。我们可以试着将太阳的直径缩小2000亿倍,这样太阳就变成了一个直径27.8厘米的西瓜大小的球体了。这是地球也缩小同样的倍数的话,地球的直径就变成了不到3毫米,就像一粒芝麻大小。

图示:太阳和地球比较

这样的话,如果太阳是一个大西瓜的话,那么地球就是一粒小小的芝麻。而我们人类和地球上所有的一切都在这一粒小小的芝麻上面。太阳有多大?现在我们有概念了吧!

太阳由内到外可分为哪四层

太阳

太阳是位于太阳系中心的一颗恒星,其直径约为1,392,000公里,相当于地球直径的109倍;其质量大约是2乘以十的三十次方千克(约为地球质量的333,000倍),约占太阳系总质量的99.86%。

太阳的组成成分

太阳质量的大约四分之三的物质是氢,余下的是氦和不足总含量2%的其他重金属元素。

太阳的结构

太阳的结构大致可以分为七层:核心,辐射层,差旋层,对流层,光球,大气层和磁场。

内核

太阳的核心是指距离太阳的中心不超过太阳半径的五分之一的区域。核心内部的物质密度极高,为150g/cm^3,大约是水密度的150倍,温度接近1360万K。核心是太阳内部唯一可以通过核聚变反应产生大量热量的区域,其反应速率为每秒钟进行9.2乘以十的三十七次方次反应,产生出3.846乘以十的二十六次方瓦的能量,相当于9.192乘以十的十次方的百万吨级TNT炸药爆炸时所释放的能量。

辐射层

辐射层是指太阳半径由内向外0.25-0.7的区域。在此区域内是以热辐射的方式将太阳核心产生的能量向外部传递。

差旋层

差旋层是太阳辐射层与对流层之间的一个过渡层。

对流层

对流层是太阳的外层,是指太阳由外向内70%半径所包含的区域。人们常说的太阳表面温度高达5700K,指的就是太阳对流层的表面温度。

光球

光球是指太阳可见的表面,厚度只有数十至数百公里。人类接收到的太阳能量基本都是来自有光球。

大气层

太阳光球以上的部分统称为太阳大气层。太阳的大气层又可细分为温度极小区,色球层,过渡区,日冕和太阳圈五个部分。

磁场

磁场是人类肉眼看不见的,但是每个星球几乎都有属于自己的磁场。人类通过观察太阳活动来对太阳的磁场进行研究。像在新闻中常常听到的太阳黑子,太阳风等均属于太阳活动。

不同的分类方法所给出的结果是不一样的,希望我的这个回答也可以帮助到你,如有错误,欢迎纠正~

飞机在一万多米的高空,离太阳更近,为什么温度却是零下40摄氏度

直接暴露在阳光下的空气的温度(温度计温度),仅由空气密度决定。海拔越高,空气越稀薄,大气密度越小,温度计读数越小。

关于太阳表面温度约多少°C到此分享完毕,希望能帮助到您。

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