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1、The sun as a star,寒川,太阳常数,单位时间垂直射入地球大气外单位面积上的能量。,太阳有效温度,太阳能谱分布图（SED）,与5800k黑体辐射的能谱分布比较 在光学波段到红外射电波段没有偏差，与5800K黑体辐射吻合 在低频射电波段、紫外、X射线波段辐射远远高于黑体谱,太阳能谱分布图（SED）,在光学波段，太阳能谱与黑体谱不完全吻合，有小的偏差 在宁静太阳（quiet Sun）和黑体谱的偏离要小于太阳有大的爆发时候的偏离,太阳的大气,UV到IR波段吻合的比较好 在X射线、远紫外和射电有不吻合的地方，在有活动的地方变得更加明显 在光学波段，连续谱与黑体谱有小的偏离 在更高的分辨率
2、，可以观测到太阳的吸收线 太阳不是完美的热力学平衡状态,太阳内部,太阳里热外冷 太阳有能量里流出 临边昏暗现象（Limb darkening） 吸收线产生,临边昏暗现象,可见光、近紫外和红外波段：光球园面呈现中 间比边缘更明亮的临边昏暗现象 中心温度大于边缘温度,吸收线,连续辐射通过冷的、稀薄的气体后产生吸收线。,太阳光谱,探测太阳内部,观测 中微子 弱相互作用粒子可以保持太阳内部信息 日震学 利用太阳表面的振荡可以研究太阳的内部结构 理论 太阳质量 流体静力学平衡,太阳质量,通过引力对附近天体的影响 日地距离 地球的公转周期,平均密度,水的密度是1g/cm3 地球的平均密度是1g/cm3 太
3、阳外部气体稀薄，中心密集,流体静力学平衡,太阳既不膨胀也不收缩，处于一个力学平衡状态 任意一点压力=重力 得到中心温度和密度,太阳中心,太阳中心的物质由裸核和自由电子构成，是一个等离子体，准电中性 粒子的大小 核10-13 cm 电子10-17cm远远小于原子和分子 粒子与粒子之间的距离远远大于粒子的大小，粒子间相互作用可以忽略，可以看做是理想气体,太阳中心压强,中心温度,太阳内部不透明,平均密度1.4g/cm3 中心温度1.5*107K太阳内部物质非常密集，内部是不透明的 太阳内部近似为热力学平衡状态 维恩位移定律 太阳中心辐射的波长峰值在X波段，观测得到的太阳辐射的峰值在可见光波段,太阳内
4、部辐射转移,恒星内部，光子与周围粒子多次相互作用，X射线光子进行随机行走，衰变成可见光光子 粒子在相继两次碰撞之间依惯性做匀速直线运动，期间经过的路程，称为平均自由程（Mean Free Path）。,平均自由程(公式),太阳光度,太阳的能源,热能和引力势能 热能+引力势能=E=1/2引力势能 给定质量物体的收缩使得该物体的引力势能越来越负 由收缩而释放的引力势能一半留在恒星内部一半以辐射的形式放出,热能（解释）,引力势能,热核聚变,太阳中心温度1.5*107K，核聚变可以发生 核能不可能无限补充恒星表面辐射带走的能量 太阳稳定性,受约束的热核聚变,恒星结构原理,流体静力学平衡 恒星内部压力与
5、重力相等，既不膨胀也不收缩 能量传输 辐射传能 在恒星中心产生的光子与物质进行作用，将能量从高温区带到低温区，如果辐射传能不足以维持恒星表面产生的辐射，恒星会产生对流传能 能量产生 处于热动平衡的恒星，表面辐射的能量等于内部核反应产生的能量，如果内部产生的能量小于逃逸的能量，会有引力收缩,对流区,亚光球层 从光球到大约半径的1/3处 对于质量更小的恒星，对流会更多，温度较低，有H- 离子， H- 离子会吸收光子,对流传能,热而轻的物质上浮，冷而重的物质下沉 产生对流的恒星 光度很高质量大 冷的恒星不透明度很大,太阳的色球和日冕,太阳的色球和日冕,观测现象 氦元素发射谱线 X射线辐射 加热机制
6、声波 机械波 磁场加热,日冕的高能辐射,太阳的磁场活动（H）,太阳磁场测量方法依据的是塞曼效应 通过测原子谱线的塞曼分裂 日面的磁场各部分相差很大，从几高斯几千高斯，太阳黑子的磁场最强,磁场,运动的电荷产生磁场 荷电粒子无规则运动，磁场互相抵消为0 太阳磁场与条形磁铁比较相像 磁力线没有端点，找不到磁单极子,磁性,抗磁性 外加一个磁场，物质会产生与外加磁场方向相反的磁场 顺磁性 外加一个磁场，物质会产生与外加磁场方向相同的磁场 铁磁性 外加一个磁场，物质产生磁场与外加磁场方向相同的磁场，当外加磁场撤掉，物质磁场会保留，物质会被磁化，物质温度高于居里点，磁性会消失。,高温情况下，总能量最低对应零磁化强度 低温情况下，总能量极小对应有一定磁化强度,太阳磁场,太阳不是一个永磁体 温度过高（居里点800k）粒子无规则运动 不是原初磁场，太阳磁场有变化，磁场极性每11年调换一次（太阳黑子） 太阳磁场起源 发电机原理：太阳对流和太阳较差转动相互作用，导致太阳磁场产生,太阳黑子,光球上不规则的黑色区域，大小约10,000千 米，温度约4000 4500 K 太阳黑子的分布：黑子出现蝴蝶图，每个活动周开始黑子出现在 高纬区，然后逐渐走向低纬区 黑子数的平均变化周期大约为11年 利用黑子在日面的运 动可以确定太阳的较 差转动,太阳黑子周期图,谢谢！,