太阳的温度是怎样知道的
很久以前,俄国天文学家采拉斯基教授做了一个有趣的实验。他将一个直径1米的凹面镜对着太阳,这样,在凹面镜的焦点得到了1个跟小硬币一样大小的太阳像。当他把一片金属放在镜子的焦点上时,金属片很快就弯曲、熔化了。他发现焦点上的温度差不多有3500℃!采拉斯基认为太阳上的温度无论如何不会低于3500°C的。
采拉斯基教授的实验,初步为我们揭示了太阳温度之谜。同时也给人们提供了一个有益的启示:太阳的温度,可以根据它的辐射求出来。
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太阳不断地向它周围的空间发射着它那巨量的光和热。但是直到19世纪开始,人们还不清楚太阳所辐射的热量究竟有多少。19世纪30年代,人们进行了第一次测量。测量表明:在地球大气的边缘,每平方厘米的面积上,每分钟从太阳接收了大约1.95卡的热量。这个量我们称为“太阳常数”。
地球上得到的热量,仅仅是太阳总辐射的很小一部分。太阳每秒钟向空间发出的总辐射大约有380亿亿亿瓦。如果将这个数字除以太阳的表面面积,我们可以得到太阳每平方厘米表面积每秒钟的辐射大约为6000瓦。
仅知道太阳表面的辐射量,我们还不能决定太阳的温度,必须知道物体的总辐射和它的温度之间的关系。19世纪中叶以前,人们还不知道这个关系,因此当时估计的太阳温度也不会准确。有人说太阳温度是1500°C,还有人说太阳温度是摄氏5亿〜10亿度。
1879年,奥国物理学家斯特凡指出,物体的辐射是随它的温度的四次方増加的。这样,根据斯特凡指出的物体的辐射和温度的关系,以及测量得到的太阳辐射量,可以计算出太阳的表面温度约6000°C。
太阳的温度还可以根据它的颜色估计出来。我们都有这样的经验:当一块金属在熔炉中加热时,随着温度的升髙,它的颜色也不断地变化着:起初是暗红,以后变成鲜红、橙黄……。因此当一个物体被加热时,它的每一种颜色都和一定的温度相对应。例如:深红——600°C,鲜红——1000°C,玫瑰色——1500°C,橙黄——3000°C,草黄——5000°C,黄白——6000°C,白色——12000〜15000°C,蓝白——25000℃以上。
平时看到的太阳是金黄色的,考虑到地球大气层的吸收,太阳的颜色也是与6000°C的温度相对应的。
应当指出,我们通常所说的太阳温度都是指太阳表面——太阳光球层的温度。我们观测到的太阳巨量的光和热,就是从这一层发出的。至于太阳的中心,温度更高,据推算大约有摄氏一千五百万度。