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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 (2002年08月06日16:57:23 星期二), 站内信件

阿西莫夫《你知道吗--现代科学中的一百个问题》
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。

阿西莫夫《你知道吗？--现代科学中的一百个问题》
科学普及出版社   1984年

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