Происхождение цвета солнца

Я изучил так много концепций по астрофизике и, к сожалению, все перепутал... Позвольте мне попытаться проиллюстрировать мою проблему:

  1. Когда звезда находится на главной последовательности, она синтезирует водород для производства гелия и энергии, которая в основном выделяется в виде света (это то, что я узнал, посмотрев несколько видео на YouTube).

  2. Кроме того, звезда является черным телом и имеет следующий спектр:введите описание изображения здесь

  3. Кроме того, если я разделю свет, исходящий от солнца, я получу спектр излучения нескольких цветов, которые соответствуют цветам, поглощаемым элементами на поверхности солнца.

Чтобы подвести итог тому, что меня смущает...

Процесс идет так...

  1. При синтезе водорода энергия выделяется в виде электромагнитных волн.

  2. Количество различных типов электромагнитных волн показано на кривой выше.

  3. Когда электромагнитные волны движутся вверх по поверхности, они поглощаются элементами на поверхности, а затем повторно излучаются... это спектр излучения.

У меня возникли проблемы с объединением различных концепций, а статьи в сети еще больше усложняют ситуацию... может кто-нибудь, пожалуйста, скажите мне, какая часть моих концепций неверна?

Ответы (2)

Свет, который мы видим, исходит от Солнца, в основном из-за излучения черного тела на его поверхности. Спектр излучения черного тела имеет статистическое происхождение, и до тех пор, пока в него вносят свой вклад достаточное количество процессов, спектр черного тела не зависит от микроскопических деталей и зависит только от температуры. Это обсуждается в ответах на вопрос Каковы различные физические механизмы передачи энергии фотону во время излучения черного тела? .

Это правда, что реакции синтеза в ядре Солнца испускают фотоны, но это только часть выходной энергии. Энергия также производится в виде кинетической энергии нейтрино и ядер гелия. Однако энергия выделяется, она быстро термализуется вместе с плазмой и превращается в кинетическую энергию компонентов плазмы (в основном протонов и ядер гелия). Энергия достигает поверхности смесью конвекции и излучения и в конечном итоге нагревает поверхность примерно до 6000 К. Поверхность излучает излучение черного тела в основном из-за переходного формирования диполя.

Различные спектры, которые вы даете в своем вопросе, просто связаны с разной температурой поверхности. Спектры с поверхности никак не связаны с тем, что происходит в ядре.

Таким образом, синтез водорода в ядре производит энергию, которая достигает поверхности Солнца в виде тепла. Нагревает ли эта энергия поверхность и повышает температуру, что, в свою очередь, заставляет поверхность испускать излучение черного тела... и цвет, который мы видим, обусловлен пиковой длиной волны? Я прочитал связанный ответ, но он был слишком сложным для меня.
@Eliza: да, ваше описание в основном правильное.
Просто из любопытства, аналогична ли эта концепция нагреванию куска стали... сталь сначала становится красной, а если я нагрею больше, то оранжево-красной... В случае со звездами "нагрев" обеспечивается ядерным деление водорода и «стали» аналогично поверхности Солнца?
@Элиза: да, точно! Если вы нагреете железо до 5700 К, то оно будет излучать свет с тем же спектром, что и Солнце (ну, этого не произойдет, потому что железо испарится при этой температуре, но в принципе спектр будет таким же). Излучение черного тела — универсальное явление.
так что любой объект может быть черным телом, а испускаемое им излучение зависит от температуры?
@Элиза: да. Например, вы и я излучаем излучение черного тела со спектром, соответствующим температуре 36,8°C (или любой другой температуре кожи). Спектр связан с температурой законом Планка .
Теоретически говоря, имея в виду кривые, данные законом Планка, излучает ли моя кожа небольшое количество видимого светового излучения наряду с большим количеством инфракрасного излучения?
Элиза - 1) да, ты излучаешь немного света, просто будучи теплым. 2) Извините, но большинство объектов (в повседневном мире) не являются черными телами. Различные материалы, включая кожу, имеют поглощающую и излучательную способности (посмотрите их), которые не равны 1, и если оба равны 1, это признак черного тела. На самом деле, действительно хорошие черные тела для использования в лабораториях довольно дороги.
@Eliza: в принципе вы излучаете небольшое количество видимого света. Я должен был бы сделать расчет, чтобы узнать, сколько. WhatRoughBeast правильно говорит, что настоящие черные тела редки, но на практике большинство вещей имеют спектр, близкий к черному.

Производство эмиссионных линий железа на Солнце

ЭМИССИЙНЫЙ СПЕКТР ЖЕЛЕЗА

λ 4 000 А 5 000 А 6 000 А 7 000 А

Т 7 250 тыс. 5 800 тыс. 4 800 тыс. 4 150 тыс.

ПЛАЗМА (100 %) ПЛАЗМА (10 %)+ ПАР (90 %) ПЛАЗМА (1 %)+ ПАР (99 %) ПАР (100 %)

Видимый спектр излучения железа содержит около двухсот линий излучения от фиолетового до красного, которые представляют большое количество потерь энергии электронов, когда электроны переходят с более высокого уровня квантовой энергии на более низкий уровень квантовой энергии.

Нейтральный атом 56Fe имеет электронную конфигурацию 2, 8, 14, 2.

В фотосфере Солнца ядра железа с температурой выше 7250 К начинают собирать электроны на самом низком энергетическом уровне (2), и в процессе Энергия фотонов на длинах волн менее 4000 А излучается в виде ультрафиолетового света.

По мере дальнейшего охлаждения ядер железа электроны постепенно переходят на второй (8) и третий (14) энергетические уровни, постепенно производя фотоны с (5800K 5000A зеленым), (4800K 6000A оранжевым) и (4150K 7000A красным). )

Последние два валентных электрона производят инфракрасное излучение при температуре ниже 4150 К.

Железо превращается из пара в жидкость при температуре 3000К.

Плотность энергии синих, индиго, фиолетовых эмиссионных линий намного больше, чем плотность красных, оранжевых, желтых эмиссионных линий, что связано с более высокой температурой на синих, индиго и фиолетовых эмиссионных линиях. Плотность энергии зеленых эмиссионных линий находится между фиолетовыми и красными линиями.

Джоэл Сэвори

Не очень понятно, что вы пытаетесь донести.
Происхождение цвета солнца
СпросиСетьПолитика конфиденциальности1y, 0v