太陽的基本概況

1、個人收集整理僅供參考學(xué)習(xí)太陽的基本概況1太陽概況太陽是太陽系的中心天體，它的質(zhì)量占了太陽系總質(zhì)量的控制著太陽系天體的運動，它的輻射是太陽系內(nèi)天體的主要能源，源。99.865 ，它的強大引力是是地球上光和熱的主要來地球沿橢圓軌道圍繞太陽運行，日地距離最大為 1.52 億千米， 最小為 1.47 億千米， 平均為 1.4960 億千米，在天文學(xué)上將它作為1 天文單位。太陽的平均半徑為69.599萬千米，是地球半徑的 109 倍；表面積是地球表面積的12000 倍，體積是地球體積的130萬倍。太陽的質(zhì)量為 1.989 ×1030 千克，是地球質(zhì)量的33萬倍。它的密度并不均勻，越靠近中心，密

2、度越大，中心密度為1.60 克× 105 千克 / 米 3，平均密度為1.409 ×103 千克 / 米 3，約為地球平均密度的0.26倍。太陽距銀河系中心大約3 萬光年，繞銀核的旋轉(zhuǎn)速度約為稱為銀河年）轉(zhuǎn)一圈。220 千米 / 秒， 2 億多年（也太陽本身也在不停地自轉(zhuǎn)，從對太陽黑子的觀測及光譜研究都可以計算出太陽自轉(zhuǎn)的速度。通過太陽光譜分析，可知它的化學(xué)成分，其中，氫和氦分別占71和27，其他是一些較重的元素，主要為碳、氮、氧和各種金屬。太陽表面源源不斷地以電磁波的形式向外輻射能量，集中在可見光波段，太陽總輻射能功率為3.86 ×1026稱為太陽輻射。 太陽輻

3、射能量主要焦耳 / 秒。根據(jù)太陽表層光面的顏色推知太陽表面溫度為5770K 。2太陽結(jié)構(gòu)太陽是一個熾熱的氣體球，從太陽中心到邊緣可分為核反應(yīng)區(qū)、大氣四層。輻射區(qū)、 對流區(qū)和太陽核反應(yīng)區(qū)從太陽中心至大約 0.25 太陽半徑的區(qū)域。體積大約只占總體積的 1/64 ，但 711反應(yīng)， 變成 1 個氦原子核。在核聚變反應(yīng)過程中，釋放出大量的能量。太陽每秒鐘由于核聚變而損耗的質(zhì)量大約為400 萬噸。按照這種消耗速度，太陽在50 億年的漫長時間中，只消耗了 0.03%的質(zhì)量。個人收集整理僅供參考學(xué)習(xí)太陽結(jié)構(gòu)圖輻射區(qū)在核反應(yīng)區(qū)的外面大約 0.25 0.86 太陽半徑的區(qū)域。 其密度和溫度都很快向外減少，核反

4、應(yīng)區(qū)產(chǎn)生的能量經(jīng)此區(qū)以輻射轉(zhuǎn)移的方式向外傳播。對流區(qū)在輻射區(qū)的上面至太陽表面附近的區(qū)域（也叫對流層）。在這里，密度和溫度進一步向外減少， 主要以對流方式向外傳播能量。 由于外層氫的電離造成此層內(nèi)氣體比熱增加，破壞了輻射平衡要求的溫度梯度，從而使物質(zhì)難以平衡，產(chǎn)生流動，進而發(fā)展為湍流。太陽大氣對流區(qū)及其下面部分是看不見的，合稱為太陽內(nèi)部或太陽本體，其性質(zhì)靠理論計算來確定。 而對流區(qū)上面的太陽大氣， 其性質(zhì)可以由觀測來確定。 太陽大氣大致可以分為光球、色球、日冕三個層次，各層的物理性質(zhì)具有顯著差別。光球?qū)釉谔柎髿獾淖钕聦?。厚度約500 千米，相對于太陽半徑，光球?qū)雍鼙?，有時就被稱為太陽的表面。光

5、球?qū)拥牡讓訙囟容^高，約為5800K，上層的溫度較低，約為4400K，所有的太陽輻射都是從這一層產(chǎn)生的。光球中布滿米粒組織，它們實際上是對流層里上升的熱氣團沖擊太陽表面形成的。在光球的活動區(qū)，有太陽黑子、光斑等。色球?qū)庸馇驅(qū)油饷媸巧驅(qū)?，平均厚度約為2500 千米。由于光球?qū)犹亮?，只有在日全食時， 觀測者才能用肉眼看到太陽視圓面周圍的這一層玫瑰色的光輝，平時只能用專門儀3加，密度急劇下降。在色球?qū)觾?nèi)，溫度從光球頂部的4600K 增加到色球頂部的幾萬度。由于磁場的不穩(wěn)定性，色球?qū)咏?jīng)常產(chǎn)生激烈的耀斑爆發(fā)以及與耀斑共生的日珥等。個人收集整理僅供參考學(xué)習(xí)太陽的分層結(jié)構(gòu)日冕日冕是太陽大氣的最外層，也是最

6、厚的一層。在日全食時，在色球?qū)又饪梢钥吹綇V延的白色微弱光輝，這就是“日冕”，日冕主要由高度電離的離子和高速的自由電子組成。日冕物質(zhì)以很高的速度向外膨脹，形成所謂的“太陽風”。在地球附近，太陽風的速度約為 450 千米 / 秒。日冕的溫度最高可達 200 萬 K，其中氣體的平均密度為每立方米 1011 個氣體原子， 接近真空。 日冕的形狀非常不規(guī)則， 隨太陽活動的強弱而變， 當太陽活動劇烈時，日冕接近于圓形，當太陽活動較弱時，形狀較扁。圖 1-7日冕個人收集整理僅供參考學(xué)習(xí)3太陽活動太陽活動是指太陽局部的激烈運動， 最明顯的標志是太陽黑子、 耀斑以及日冕物質(zhì)的拋射等，這些現(xiàn)象密切相關(guān)，并集中在

7、一定區(qū)域里，常稱這一區(qū)域為太陽活動區(qū)。太陽黑子在太陽光球?qū)由?，?jīng)常有一些小黑點，這就是太陽黑子。一般由較暗的核 （本影）和圍繞它的較亮部分（半影）組成，這里是光球?qū)虞^暗、溫度較低（4000 5000K）的強磁場區(qū)域。 太陽黑子的大小由1000 千米到 20 萬千米不等， 壽命也從幾小時到幾個月，有的長達一年以上。太陽活動的程度，通常用太陽黑子的多少和大小來表示。黑子數(shù)目多時表示太陽活動較強， 黑子數(shù)目少時表示太陽活動較弱。日面上黑子數(shù)的年平均值大致作周期性變化，但變化周期不固定，最長的達17 年，短的只有7.3 年，平均約為11 年。太陽黑子光斑 光斑是與黑子相反的一種光球現(xiàn)象。當用白光觀測日

8、面時，在日面邊緣部分，可以見到大塊微弱的明亮區(qū)域，這就是光斑。光斑是光球上層的活動現(xiàn)象，比光球的溫度高100K，亮度比光球背景亮 11左右。光斑具有各種不同形式的纖維結(jié)構(gòu)。有些光斑和黑子聯(lián)系密切，常常相互伴隨。它比黑子先出現(xiàn)，壽命比黑子一般多幾十分鐘到幾小時。耀斑耀斑是太陽活動區(qū)中最劇烈的活動現(xiàn)象。當用太陽單色光儀觀測太陽的色球時，有時會看到一個亮斑點突然出現(xiàn)， 幾分鐘或幾秒鐘內(nèi)面積和亮度增加到極至， 然后比較緩慢地減弱，最后消失，這種亮斑點叫做“耀斑”，這種現(xiàn)象常叫“色球爆發(fā)”。耀斑出現(xiàn)的概率與黑子也有很大關(guān)系。 在黑子數(shù)目最多的地方和時期， 也是耀斑活動最為強烈的地方和時期。耀斑的壽命很短

9、， 平均約 410 分鐘。然而就在這短促的時間內(nèi)， 耀斑爆發(fā)突然釋放的能量可達 1025 焦耳的量級，相當于 100 億顆百萬噸級氫彈的威力，它拋射出的粒子流速度可達 1000 千米 / 秒，到達地面時， 常引起磁暴和極光。 耀斑發(fā)出的強紫外輻射和X 射線，對地球影響很大。個人收集整理僅供參考學(xué)習(xí)日珥用色球望遠鏡單色光觀測日面時，常常在其邊緣看到明亮的突出物。它們具有不同的形狀， 統(tǒng)稱為日珥。 日珥的大小不等，最高可達幾十萬千米， 其壽命通常維持幾十天到幾個月，溫度為 50008000K。日珥主要存在于日冕中，下部常與色球相連。日珥的密度比日冕大 100 倍，溫度還不到日冕溫度的 1/100

10、，所以，通常認為日珥是由色球噴發(fā)出來的物質(zhì)組成的。太陽黑子帶內(nèi)的日珥也具有11 年的周期變化，但在兩極地區(qū)日珥的周期變化不明顯。太陽表層的這些形形色色的變化， 大體上都與太陽黑子的變化密切相關(guān)。 這表明太陽活動實際上是一個整體。太陽活動同地球上的一些現(xiàn)象存在密切關(guān)系。 現(xiàn)在，人們已經(jīng)發(fā)現(xiàn)太陽活動在以下幾方面對地球有顯著的影響：電離層突然騷擾太陽活動中的耀斑和黑子對地球的電離層、磁場和極區(qū)有顯著的地球物理效應(yīng)。 使地面的無線電短波通訊受到影響， 甚至出現(xiàn)短暫的中斷， 這被稱為“電離層突然騷擾”。這些反映幾乎與大耀斑的爆發(fā)同時出現(xiàn)?！按疟爆F(xiàn)象整個地球是一個大磁場，地球的周圍充滿了磁力線。當耀斑出現(xiàn)時，其附近向外發(fā)射高能粒子，帶電的粒子運動時產(chǎn)生磁場，當它到達地球時， 便擾亂原來的磁場，引起地磁的變動，一般產(chǎn)生在耀斑爆發(fā)后20 40 小時。發(fā)生磁暴時，磁場強度變化很大，對人類活動特別是與地磁有關(guān)的工作會有很大影響。極光現(xiàn)象地球的極區(qū)， 在晚上甚至在白天，常?？梢钥匆娞炜罩虚W耀著淡綠色或紅色、粉紅色的光帶或光弧，叫做極光。 這是因為來自太陽活動的帶電高能粒子流到達地球時，在磁場的作用下奔向極區(qū)，使極區(qū)高層大氣分子或原子激發(fā)或電離而產(chǎn)生光。極光通常產(chǎn)生在南北緯 60 90 度的兩極地區(qū)。影