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发信人: yanyanyan (风), 信区: Physics
标  题: ２１　如果太阳的表面温度是白热的，太阳黑子为什么
发信站: 哈工大紫丁香 (2001年02月20日09:17:13 星期二), 站内信件

　　　冷的。太阳上的东西怎么会是冷的呢？


２１　如果太阳的表面温度是白热的，太阳黑子为什么
　　　又是黑的呢？如果黑子真是黑的，它们就该也是
　　　冷的。太阳上的东西怎么会是冷的呢？

　　这个问题看来确实象是一个难题。事实上，在十九世纪
初期，就有一位伟大的天文学家赫歇耳曾断言说，既然黑子
是黑的，它们就必定是冷的。为了解释这一点，他只能说，
太阳并不是里里外外都很热。不错，它有一个白热的大气层，
但在大气层的下面，则是太阳那冷的固体部分，人们可以透
过太阳大气层的缝隙看到这个固体部分。这些缝隙就是我们
所说的黑子。赫歇耳甚至认为，太阳内部的固体表面上冷到
可以允许生物在那里生存。
　　但是，这种看法是错误的。现在，我们很清楚地知道，
太阳通体都是热的。事实上，我们看到的太阳表面是太阳上
最冷的区域，但即使在那里，对生物来说，也肯定是太热了。
　　辐射和温度是密切相关的。１８９４年，德国物理学家
维恩研究了在不同温度下发射出来的各种光辐射。他的结论
是：在理想的情况中，在每个特定的温度下，每一个物体都
会辐射出特定波长范围内的光，而与物体本身的化学组成无
关。
　　随着温度的升高，峰值辐射的波长会变得越来越短，对
于任何物体都是如此。在摄氏六百度左右，就会有相当多的
辐射进入可见光的频率范围，于是物体就会呈现暗红色。当
温度再升高时，物体就变为鲜红色，然后变为橙红色、白色
和蓝白色。如果温度足够高，辐射频率就会大部分位于紫外
区，甚至比这还要高。
　　仔细地测量了太阳峰值辐射的波长（它位于黄光区域
内），我们就可以计算出太阳表面的温度，这个温度大约是
６，０００℃。
　　太阳黑子并不处于这一温度上。它们比这个温度要低不
少，我们认为，在黑子的中心部分，温度只有４，０００℃。
太阳黑子很可能是一团膨胀的巨大气体。这种膨胀在太阳上
造成了一定的温度降，正象电冰箱里的情形一样。要使一个
巨大的黑子能抵御住从四下里温度更高的地方传递进来的热
量，保持住数日或数周的低温，需要有一个巨大的热泵才行。
不过，关于太阳黑子生成的机制，天文学家至今仍未找到完
全满意的解释。
　　即使是摄氏四千度，太阳黑子也应该很明亮。它应该比
地球上的弧光灯还要亮许多，而弧光灯已是亮得不能用眼睛
去直视它了。
　　其实，太阳黑子也确实比弧光灯亮，这一点已经用仪器
检测出来了。问题出在这里：我们的眼睛是不能看出光的绝
对强度的。我们在判断亮度时，靠的是与四周环境的比较。
太阳表面上那些温度较高的正常区域的亮度，是黑子中心低
温区域亮度的四至五倍，与前者相比，后者在人眼中就显得
是黑的了。这种黑只是光学上的错觉。
　　这一点有时在日蚀时可以看出来。在太阳明亮的圆面上，
掩蚀太阳的月亮朝向我们的一面的确是黑的。当月球的边缘
掩过一个巨大的太阳黑子，使我们能在月亮的衬托下来观察
黑子的“黑”时，我们就能够看出，黑子实际上并不黑。


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