众所周知,太阳是个大火球,概况温度极高,约5500摄氏度,焦点处的温度更是高达1,500万摄氏度。
之所以能发生如斯高的温度,仅凭化学反映底子不成能实现,这是因为太阳内部正在进行着氢聚变为氦的核聚变反映,恰是这种反映供给了源源不竭的能量。
说到这个温度,良多人可能都不信,因为他认为底子测量不出来,太阳上的温度太高了,并且距离我们太遥远了,就算能登上去,也会被融化,所以他认为专家不成能亲自上去测,这些温度都是编的。不外,这还真不是编的,而是按照科学道理测算出来的。
温度计凡是是操纵固体、液体、气体类材料受温度的影响会在体积、电阻等方面发生转变为依据,来测量温度的。依据此道理建造的温度计有玻璃液体温度计(火油温度计、酒精温度计、水银温度计)、气体温度计、液体压力温度计、电阻温度计、热电偶温度计、双金属温度计等。
就拿我们常用的水银温度计来说,它就是操纵水银的热胀冷缩现象进行测温。
该温度计的本家儿体材料是玻璃,玻璃长短晶体,没有固定的熔点,通俗玻璃差不多在五六百摄氏度的时辰就会起头软化,就算是特别的玻璃,在上千度的高温下也会变软液化。
并且这些用来感温的物质也会发生物态转变,所以它们也有测温规模,跨越了必然规模就力所不及了。以水银温度计为例,水银的凝固点是-39℃,沸点是357℃,所以它的测温规模是-39°C~357°C。
太阳上的最低温度就是太阳概况的温度——5500摄氏度,可就算是地球上已知熔点最高的物质也不克不及抵当。已知地球上熔点最高的物质是铪的化合物:五碳化四钽铪(Ta?HfC?),熔点4215℃。而在凡是环境下,钢铁在1500多摄氏度的时辰就能熔化为液体。
既然没有物质可以或许抵当如斯高的温度,那么不管是啥材料制造的温度计,也无法到太阳上面去测量温度,因为连温度计也会融化。
就算真有无法被熔化的温度计,要想测量太阳上的温度也十分不便利,因为太阳距离地球1.5亿公里,就算是将人类今朝最快的探测器发射到太阳上,也需要一段时候,并且是个大工程。此外,探测器也必需要可以或许承受很是高的温度,否则怎么把测温数据发还地球。
那该怎么测呢?有大伶俐说,可以等晚上太阳下山了再上去,不知道是否可行。
上述温度计都有统一个特点,就是温度计需要与被测物体接触。那测量过程中,必然会发生热量传递,若是温度太高、热量太大,就算仅接触1秒,也会被刹时融化。
是以,要想测量太阳的温度,就必需采用那种非接触式的温度计。
科学家发现,任何温度在绝对0度(零下273.15℃)之上的物体,城市无时无刻地标的目的外辐射出分歧频段的电磁波构成的电磁波谱。物体的热辐射与温度之间存在对应关系,经由过程阐发物体辐射出的光谱,再按照黑体辐射的根基纪律,也就是普朗克定律,就可以或许确定物体的温度。
这种非接触式的测温仪器就是经由过程测量物体发出的电磁波来测量温度的,这种温度计凡是被叫做辐射温度计。
这类测温仪器,其实大师已经很熟悉了,此刻大师用来测量体温的测温仪,就属于红外辐射温度计。只是在天文上给太阳测温比这复杂,不是简单量一下就能得出成果的。而且这种测温体例也只能测量太阳概况的温度。
科学家们经由过程测量太阳在分歧波段辐射出的电磁波的强度,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,就能确定太阳概况的温度。
相较于测量太阳概况的温度,测量太阳焦点处的温度就加倍坚苦了。
因为太阳焦点处被厚厚的辐射层、对流层、光球层、色温层等包裹着,这里面发射的电磁波是不成见的,被遮挡了,底子无法直接测量。这些电磁波或者说光子,从降生那一刻起,需要履历上万年甚至数十万年的时候,履历无数次的碰撞接收以及再辐射,才能从焦点区域达到太阳概况,最终以光速辐射到地球上,此时早已经丢掉了最初的信息。
没有可用的电磁辐射,操纵辐射法也就底子测不出太阳内部的温度了。
不外,科学家领会到,核反映越猛烈,焦点处的温度也就越高,猛烈的核反映会释放出数目浩繁的中微子。中微子只是一种很是小的粒子,几乎可以无阻碍地穿过太阳厚厚的外壳。人类经由过程在地球上捕获分歧能量中微子的通量,就能据此反推出太阳焦点处的温度。这里测量的是中微子辐射。
科学家们可以按照地动波来探讨地球内部布局,同理,经由过程不雅测太阳概况的震动现象,也可以研究太阳内部的布局。在获取到太阳内部的布局等数据后,科学家们也能据此推算出太阳分歧区域的温度。
恰是因为测量坚苦,所以在20宿世纪下半叶核物理学以及量子力学成长当作熟之后,科学家才大致摸清了太阳内部分歧区域的温度。







