太阳的基本结构

1、太阳的基本结构太阳是目前被天文学家研究得最细致，最深入的 一颗恒星。我们平时看到的 太 阳似乎十分平静，其实太阳上的 剧烈活动远远超过我们的 想象。太I色球J层太阳结构示意图根据太阳活动的 相对强弱，我们把太阳分为宁静太阳和活动太阳两大类。宁静 太阳是一个理论上假定宁静的 球对称热气体球，其性质只随半径而变，而且在 任一球层中都是均匀的，其目的 在于研究太阳的 总体结构和一般性质。在这 种假定下，按照由里往外的 顺序，太阳是由核心、辐射区、对流层、光球层、 色球层、日冕层构成。光球层之下称为太阳内部；光球层之上称为太阳大气。1.太阳的内部 核反应区 从中心到0.25R。（R。：太阳半径）是太阳

2、发射巨大能量的 真正源头， 也称为核反应区。在这里， 太阳核心处温度高达1500万度，压力相当于3000 亿个大气压，随时都在进行着 四个氢核聚变成一个氦核的 热核反应。根据原子 核物理学和爱因斯坦的 质能转换关系 式E=mc2,每秒钟有质量为6亿吨的 氢 经过热核聚变反应为5.96亿吨的 氦，并释放出相当于400万吨氢的 能量，正 是这巨大的能源带给了我们光和热，但这损失的 质量与太阳的总质量相比， 却是不值一提的。根据目前对太阳内部氢含量的 估计，太阳至少还有50亿年 的正常寿命。辐射区0.25R。0.86R。是太阳辐射区，它包含了各种电磁辐射和粒子流。 辐射 从内部向外部传递过程是多次被

3、物质吸收而又再次发射的过程。从核反应区到太阳表面的 行程中，能量依次以X射线、远紫外线、紫外线，最后是可见光的 形 式向外辐射。太阳是一个取之难尽，用之不竭的能量源泉。对流层 对流层是辐射区的 外侧区域，其厚度约有十几万千米，由于这里的 温 度、压力和密度梯度都很大，太阳气体呈对流的 不稳定状态。使物质的 径向对 流运动强烈，热的 物质向外运动，冷的 物质沉入内部，太阳内部能量就是靠物 质的 这种对流，由内部向外部传输。小实验对流 取一定数量的 食用油，并放在锅里加热后，在沸腾的 油上放一些细铅粉，仔细 观察是否会在一定的 温度下产生类似于太阳米粒组织的 对流花样。想一想其中 的科学道理。太阳

4、光球和太阳黑子2.太阳的大气光球层 对流层上面的 太阳大气，就是我们平时所见的 太阳圆盘，称为太阳光 球。光球是一层不透明的 气体薄层，厚度约500千米。它确定了太阳非常清晰 的 边界，几乎所有的 可见光都是从这一层发射出来的 。光球层上最显著的 现象就是太阳黑子，所谓太阳黑子，其实只是太阳光球层上 的温度相对较低的 区域，其温度约为4500K而光球其余部分的 温度约为 5800K。这些温度较低的 区域在明亮的 光球反衬下，就显得很黑。除此之外，太阳光球层上还有以下一些现象:(1) 光斑，即在日面边缘背景亮度较小的 部分可以看到一些比周围亮的 斑点;(2) 临边昏暗，即日面亮度向边缘逐渐减小的

5、 现象;(3) 米粒组织，即在比较好的 大气宁静条件下，通过高分辨率的 太阳望远镜 仔细观测，可以看到光球表面 的亮度并不均匀，存在着均匀分布的 米粒状的 结 构，称为米粒组织。这其实是对流层里对流现象在光球表面的一种表现形式，它和太阳活动区关系 密切。"*'辿匕"电毎"? .1町也;蹴下沉冷氣流上昇熱氣流意图光球上的米粒组织及示:W 三m陽樂號g 、严一 y.八 ； / / jMOAOf4100 420043004400CaCa39TOK H40004600 4700e Hg Ca Hy Fe5300 54(4800 4900 5000 5100Fe60

6、00610C46200630064006800 69(H卩5400 55005600NaHe %太阳光谱小知识太阳光谱使用光谱仪来观测太阳，可以看到太阳光展现成了一条彩色的光谱带，上面还叠加了许多暗线，这些暗线被称为“夫琅和费谱线”。研究表明，这些谱线其实 是由各种化学元素造成的。通过对这些谱线的 分析，得知太阳光球中存在着 90多种化学元素。太阳光谱不仅可以研究太阳大气的化学成分，还可以研究太阳的自转速度、太阳的 磁场、太阳活动机制等，为我们提供许多重要的天体物理信息。太阳色球像，右方喷发物极为日珥。KU色球层色球位于光球之上。 到光球层，都是逐渐下降的 达几万厚度约2000千米。太阳的 温

7、度分布从核心向外直，但到了色球层，却又反常上升，到色球顶部时已度。由于色球层发出的 可见光总量不及光球的1%，因此人们平常看不到它。只 有在发生日全食时，即食既之前几秒种或者生光以后几秒钟，当光球所发射的 明 亮光线被月影完全遮掩的短暂时间内，在日面边缘呈现出狭窄的 玫瑰红色的 发光圈层，这就是色球层。平时，科学家们要通过单色光（波长为 6563埃）色 球望远镜才能观测到太阳色球层。色球上经常出现一些暗的 “飘带”，称为暗条，当它转到日面边缘时，很像一 只耳朵，人们俗称它为日珥；在太阳黑子的 正上方，有时出现一些局部亮区域,称为谱斑；当谱斑亮度突然增强时，就是通常人们所说的太阳耀斑。太阳耀斑释放的 能量极其巨大，其巨大的 能量来自磁场。用日冕仪将太阳光挡掉后看到的日冕日冕 是太阳大气的 最外层，它由高温、低密度的 等离子体所组成。亮度微弱, 在白光中的 总亮度比太阳圆面亮度的 百分之一还低，约相当于满月的 亮度， 因此只有在日全食时才能展现其光彩，平时观测则要使用专门的 日冕仪。日冕 的温度高达百万度，其大小和形状与太阳活动有关，在太阳活动极 大