Ez egy kivonat a könyvem asztrofizikai fejezetéből:

Hidrogén az atomok összeolvadva héliumot képeznek. Ugyanakkor sok gamma-foton és neutrino termelődik. A fotonoknak évezredekbe telik, hogy “harcba szálljanak” a Nap felszínére, de aztán fénysebességgel látható vagy közeli látható fotonként meneküljenek az űrbe.

Nagyon zavaros vagyok, hogy a nap miként termel fényt. Megértem, hogy a magfúzió révén az energia képződik, de nem ez az energia termikus és gamma fotonok formájában van? Nem értem, hogy a látható fény hogyan bocsát ki, és ez az oka annak, hogy miért látjuk a napot. a bekezdés a könyvemből.

Megjegyzések

  • Fekete test sugárzás. A nap forró, és annyira sugározza a spektrumot, hogy nem. hu.wikipedia.org/wiki/Black-body_radiation
  • Ne feledje, hogy az adott szakaszban használt nyelv felidéző, de technikailag hanyag. A a fotonok energiája a fényből végül a napból kerül elő (azaz fotonként), de ‘ t ” ” fotonok bármilyen hasznos értelemben.

Válasz

Hidrogén az atomok összeolvadva héliumot képeznek a proton-proton láncon keresztül, amely négy protont egyesít egy alfa részecskévé ($ {} ^ {4} He $ magja) egy d két neutrínót, két positront és energiát szabadít fel gamma fotonok formájában. Noha a fotonok fénysebességgel haladnak, a Nap belsejében tapasztalt véletlenszerű mozgások évezredekig tartanak, amíg elhagyják a Nap “központját. Ez a véletlenszerű mozgás a Nap belsejében lévő sűrű plazmának köszönhető, mivel minden foton véglegesen ütközik egy elektron, és letér az eredeti útjáról. A fúzióval felszabaduló energia kifelé mozog a sugárzóna tetejére, ahol a hőmérséklet körülbelül 2 millió K-ra csökken, majd a fotonok könnyebben felszívódnak a plazmában, és ez megteremti a konvekcióhoz szükséges feltételeket. Ez létrehozza a zóna konvekciós zónáját. Ezután a plazma felemelkedik, és a fotonokat a fotoszférába viszik, ahol a gáz sűrűsége elég alacsony ahhoz, hogy elmenekülhessenek. Leginkább látható fotonként szöknek meg, mivel kezdeti energiájuk elveszik a radiactív zónában lévő véletlenszerű mozgás és a konvektív zónában történő abortusz révén.

Megjegyzések

  • tehát az energiaveszteség miatti gamma fotonok látható fotonként bocsátódnak ki … Csak még egy dolog: ezek azok a fotonok, amelyeket a nap felszíni elemei elnyelnek, majd újra kibocsátanak … azaz fekete test sugárzása. Nehézségem van összekapcsolni a napfény forrásának és a fekete test sugárzásának fogalmát
  • @eliza Gondoljon arra, mint egy szilárd fekete test felületre, amely 6000K körül termikus fotonokat bocsát ki. Mivel ezt a felületet belülről 2 millió K gammasugárforrás fűti
  • Ez nagyon félrevezető válasz. Nincs értelme, hogy a fotonokat a középpontból a felszínre szállítsák.

Válasz

A fotonok látjuk a fekete test sugárzásának eredményét. A Napból származó fényt alapvetően ugyanaz a folyamat bocsátja ki, mint egy izzólámpából.

A magban a fúzióval felszabaduló energia gyorsan randomizálódik, amikor a fotonok kölcsönhatásba lépnek a plazmában lévő töltött részecskékkel, és csak egy forró plazma jut a végére. A hő fokozatosan kerül kifelé, és mintegy 5800K felületi hőmérsékletként végződik. Nem fogok belemenni a fekete test sugárzásának mechanizmusába, mert ezzel foglalkozunk a kérdésre adott válaszokban. Melyek a fizikai testek a fotonra történő energiaátadásra a fekete test kibocsátása során? . Elég annyit mondanunk, hogy a töltött plazma részecskék hőmozgása véletlenszerűen oszcilláló elektromos dipólusokat okoz, és ezek aztán elektromágneses sugárzást bocsátanak ki, amely megfelel ezeknek a rezgéseknek az energiájával. Mivel az oszcillációk véletlenszerűek, az eredmény egy hullámhosszak széleskörű elterjedése, csúcsa körülbelül 500 nm .

Megjegyzések

  • Fekete test a sugárzás nem ‘ ta mechanizmus.

Válasz

A lényeg kérdésének úgy tűnik:

“… nem ez az energia termikus és gamma fotonok formájában? Nem értem, mennyire látható fény bocsátódik ki, ez az oka annak, hogy w e látni a napot. “

A Nap egy nagy anyaggolyó, amely termonukleáris reakción megy keresztül – mint egy lombik vegyi anyagok, amelyek egymással reagálva új vegyi anyagokat és fényt hoznak létre, kivéve ez nem kémiai reakció, hanem nukleáris reakció (mint például egy nagy atomreaktor megnézése, amelynek nincsenek falai és sokkal bonyolultabb reakciósorozat; sokféle üzemanyag).

Itt van a fellépő reakciók sora:

4 (1H) ——> 4 He + 2 e + + 2 neutrínó + energia

3 (4He) ——> 12C + energia

12C + 12C ——> 24Mg + energia

12C + 4 He – —–> 16O + energia

16O + 16O ——> 32S + energia

16O + 4 He —–> 20Ne + energia

28Si + 7 (4 He) ——> 56Ni + energia

56Ni ——> 56Co + e + (posztív Beta Decay)

56Co ——> 56Fe + e + (pozitív béta-bomlás)

56Fe + n ——> 57Fe

57Fe + n — —> 58Fe

58Fe + n ——> 59Fe

Ez ” s ez okozza a Nap égését vagy összeolvadását, ezek a Napban bekövetkező magreakciók képletei.

Forrás: https://imagine.gsfc.nasa.gov/educators/lessons/xray_spectra/activity-fusion.html .

Ezt nevezik Csillag nukleoszintézisének , amelynek során a kémiai elemek természetes bősége a csillagok belsejében a magfúziós reakciók következtében megváltoznak a magok és azok átfedő köpenyei. Naprétegek - Felhasználó szerint: Uber nemo - Angol Wikipédia, Public Domain,

Most már működik a “könnyű motor”, majd leírjuk, hogyan keletkezik látható fény (a Napból).

Mellék megjegyzés: Kérdése szerint a Napnak (a Napunknak) fényt kell termelnie, hogy láthassuk, természetesen ez nem igaz, más csillagok visszatükröződhetnek egy sötét gömbtől, és láthatjuk a Napot (a Napunkat), miután kialudt (bár nem valószínű, hogy mi (az emberiség) élnénk és itt laknánk) – de messze tévedünk a kérdéstől .


Vissza a kérdéséhez: “Nem értem, hogyan bocsát ki látható fényt … “.

A válasz forrása: https://imagine.gsfc.nasa.gov/educators/gammaraybursts/imagine/page7.html .

A fény a megszokott szó, amelyet a fizikusok elektromágneses sugárzásnak vagy elektromágneses hullámnak neveznek. A fény egyfajta energia; üres térben utazhat, és fotonoknak nevezett egyedi hullámcsomagok formájában van. A látható fénycsomagokban található hullámok apró hullámok, amelyek kevesebb, mint egymilliárd méter hosszúak.

Ha a látható fény feloszlik különböző hullámhosszakra, az eredményt spektrumnak nevezzük. Az ibolya fénynek van a legrövidebb hullámhossza, a vörösnek a leghosszabb – körülbelül kétszer olyan hosszú, mint az ibolya. A látható fény azonban nem az elektromágneses sugárzás egyetlen formája. Az elektromágneses spektrum mindkét irányban túlmutat a szivárvány színein – sokkal rövidebb hullámhosszakon, mint az ibolya, és sokkal hosszabb hullámhosszakon, mint a vörös. A hosszabb hullámhosszakon rádióhullámok, mikrohullámok és infravörös sugárzás vannak. A rövidebb hullámhosszakon az ultraibolya sugárzás, a röntgensugarak és a gammasugarak vannak.

Fontos tudni, hogy a Nap nem lamberti sugárzó (egyenletesen kibocsátott fény kör alakú korongja). A Nap nem gömb alakú, hanem sokféleképpen le van írva lapított korongként, kvadrupólként vagy hexadekapol alakként. Mivel többnyire gáznemű és folyékony, szilárd maggal rendelkezik, minden hagymagyűrű-réteg más sebességgel forog, mint az egyes szélességi körök; ez azt jelenti, hogy különböző szakaszokból különböző intenzitású, különböző hullámhosszúságok bocsátódnak ki, mind rövid időtartamú (perc) variációkban, mind 11 éves ciklusokban – a napfoltok és a kiemelkedések is megváltoztatják a fény intenzitását különböző hullámhosszakon (a fekete napfoltok hűvösebbek és fényesen bocsátják ki az X sugarak és nagy energiájú részecskék).

A Nap alakja: kvadrupól vagy hexadekapol

További információ: Precíz napvégtag-alakmérések használata a napciklus tanulmányozásához – Írta: JR Kuhn, LE Floyd, Claus Fröhlich és mtsai. al. – 2000. január .

Ezenkívül a fényerőt könnyebben látható módon befolyásolja az úgynevezett Végtag sötétedés (a túlegyszerűsítés azt jelenti, hogy a Nap peremei vékonyak és nem bocsáthatnak ki annyi látható fény, mint a központi rész). Egy kissé bonyolultabb magyarázat a Wikipedia “s Végtag sötétedése cikkéből származik, vagy a Doktori Asztrofizika témakörében lásd: H. H.Plaskett végtag sötétedése és napsugárzása vagy ez a legfrissebb (és olvasható) cikk Max Planck Intézet cikkje a napenergia szórásáról .

Így változik az intenzitás a szélességi fokok alapján: Intenzitás és szélesség a napon

Ne feledje, hogy a mérés a látható fény egy meghatározott tartományára vonatkozik, és nem vonatkozik hosszirányban. Ami a Napon oldalra és hosszra vonatkozik, azt a Nap tengelye határozza meg, amelyet a Mágneses Tere határoz meg, amely változó a különböző rétegek alááramlásának áramlásával.

Általában a fény ugyanúgy bocsátódik ki, mint amit a kamera a Napfogyatkozás során felvesz, ez egy durván túlegyszerűsített magyarázat: Napfogyatkozás - Forrás:

Ez magyarázza a fény létrejöttét (ideértve a fényt, az energiahullámokat, amelyek az emberi szem számára nem láthatók) és hogyan változik intenzitása a megtekintett helytől, szögtől, időtől stb. A Nap tényleges színét a hőmérséklete határozza meg, itt talál további információt a spektrumról és a színről a hőmérsékletről (miért nincsenek zöld Napok): https://science.nasa.gov/ems/09_visiblelight .

Ez a látható fény spektruma: Látható Fény

Itt jelenik meg a látható fény a teljes (energia) spektrumon belül: Az elektromágneses spektrum

Az Univerzum megértése érdekében a csillagászok minden hullámhosszra figyelnek; a kozmikus ég teljesen más megjelenéssel rendelkezik a különböző hullámhosszúságú fényeknél.

A rádió hullámhosszán a csillagászok távoli kvazárokat és forró gázt látnak a Tejút-galaxisunkban. Az infravörös égen főleg apró porszemcsék láthatók, amelyek a mi Galaxisunkon és más galaxisokon keresztül szóródnak át. A látható és ultraibolya fény elsősorban a közönséges csillagok fényét mutatja. millió fokra melegítve galaxisok vagy f között fekszik kompakt tárgyakra, például neutroncsillagokra és fekete lyukakra. A gammasugarakat csak rendkívül energikus jelenségek képesek előállítani, és az égbolton többféle gamma-sugárzást láthatunk.

A Tejút síkja mentén látható gammasugarak nem a hétköznapi csillagoktól származnak, de a protonok által generált nukleáris reakcióktól a csillagok között heverő gázzá csapódó fény közel sebességére gyorsult fel. A gammasugarak a blézerekből is láthatók – intenzív fénysugarak és közvetlenül a Földre mutatott részecskék, amelyeket távoli galaxisokban hatalmas fekete lyukak hoznak létre. A gammasugarak kimutathatók a Napunk felszínén található mágneses fellángolásokban, valamint a galaxis szupernóva-robbanásai által létrehozott rövid életű atommagok radioaktív bomlásával. tükrözik és elnyelik az elektromágneses sugárzást a maguk megkülönböztető módjain. Az, ahogyan egy tárgy ezt elvégzi, különleges jellemzőket biztosít számára, amelyeket a tudósok felhasználhatnak az objektum összetételének, hőmérsékletének, sűrűségének, életkorának, mozgásának, távolságának, valamint egyéb kémiai és fizikai mennyiségének vizsgálatára.

Az elektromágneses sugárzásra többféle módon gondolhatunk:

• Természettudományi szempontból az összes elektromágneses sugárzás úgy gondolható, mint szubatomi részecskék mozgásából erednek. A gammasugarak akkor fordulnak elő, amikor az atommagok kettéválnak vagy összeolvadnak. A röntgensugarak akkor fordulnak elő, amikor az atommag közelében keringő elektront olyan erővel tolják kifelé, hogy az elmeneküljön az atomtól; ultraibolya, amikor egy elektron megrázódik a közeli és a távoli pályától; és látható és infravörös, amikor az elektronok néhány pályára rúgnak. Ebben a három energia tartományban (röntgen, UV és optikai) lévő fotonok bocsátódnak ki, mivel az egyik külső héj elektron elegendő energiát veszít ahhoz, hogy lehulljon a belső héjból hiányzó elektron pótlására. A rádióhullámokat bármilyen elektronmozgás generálja; még egy háztartási vezetékben lévő elektronáram (elektromos áram) is rádióhullámokat hoz létre … igaz, több ezer kilométeres hullámhosszúsággal és nagyon gyenge amplitúdóval.

• Az elektromágneses sugárzást a fotonok (tömeg nélküli energiacsomagok), amelyek mindegyike hullámszerű mintázatban halad, fénysebességgel mozogva. Az egyetlen különbség a rádióhullámok, a látható fény és a gammasugarak között a fotonokban lévő energia mennyisége. A rádióhullámok fotonjai alacsony energiájúak, a mikrohullámú sütőknél valamivel több az energia, mint a rádióhullámokban, az infravörösben még mindig több, akkor látható, az ultraibolya, a röntgensugár és a gammasugár van. Az E = hf egyenlet alapján az energia meghatározza a foton frekvenciáját és ennélfogva a hullámhosszát. 1010 Kelvintől 2,7 Kelvinig (a szupernóvába kerülő csillagok magjaiban, illetve az intergalaktikus térben).A sűrűség 45 nagyságrend felett mozog a neutroncsillagok központja és az intergalaktikus tér virtuális üressége között. A mágneses térerősség a neutroncsillagok körüli 1013 Gauss mezőtől a bolygók 1 Gauss mezőjéig, például a Földig, az intergalaktikus tér 10-7 Gauss mezőjéig terjedhet. Nem lehet reprodukálni ezeket a hatalmas tartományokat a Föld laboratóriumában és tanulmányozni az ellenőrzött kísérletek eredményeit; laboratóriumként az Univerzumot kell használnunk, hogy lássuk, hogyan viselkedik az anyag és az energia ezekben a szélsőséges körülmények között.

Amint azt javasoltuk, kérjük, olvassa el: https://imagine.gsfc.nasa.gov/educators/gammaraybursts/imagine/page7.html a rövidítetlen verzióhoz.

Amit látható fénynek nevezel, néhány dologon alapszik, láthatod a fény e három dolog miatt: termelődik és felénk halad, blokkolás nélkül halad át a légkörön, és a szeme érzékeny erre a frekvenciára – egyesek érzékenyebbek az UV- és IR-fényre, mint mások, amennyire egyesek képesek magasabb vagy alacsonyabb frekvenciákat hall.

Az elektromágneses sugárzás légköri abszorpciója

Ne feledje, hogy az Atmoszfé olyan “ablakokat” vagy szűrőket hoz létre, amelyek csak bizonyos hullámhosszakon engednek be egy bizonyos távolságot. Csak a látható fény és egy adott rádiófrekvenciás sáv képes behatolni a Föld felszínéig.

A Földön és az űrben található fényképezőgépe és tudományos eszközei szélesebb spektrumot “láthatnak”, mint a szeme de ezek a frekvenciák hanggal leképezhetők (un-HDR “szerkesztve) olyan képekké, amelyeket a szemed láthat, és az agyad is megértheti (például a Radar információt tud nyújtani egy képzett megfigyelőnek, de nem láthatunk rádióhullámokat).

További információkért lásd: https://imagine.gsfc.nasa.gov/science/toolbox/spectra1.html .

További információ a Elektromágneses spektrum (látható fény és a szomszédos frekvenciák): https://imagine.gsfc.nasa.gov/science/toolbox/emspectrum1.html .

További információk a Napból érkező fénykibocsátásról (a felszín alól a szemünkig tartó utazás) lásd: Hogyan jutnak át a neutrínók ilyen gyorsan a napon .

Így a Nap energiát hoz létre, néhányat a szemünkkel láthatunk, a legtöbbet pedig d hangszerekkel (és képpel leképezni), hogyan utazik, és miért blokkolódik némi energia (megakadályozva a súlyos leégést). Nem kérdezted, hogy a szemed hogyan alakítja át az energiát, hogy az agyad láthassa, így én nem megyek tovább, de ez a válasz az SE-n van.

A PSU online tanfolyama, amely fiatalabb olvasóknak szól, itt érhető el : https://www.e-education.psu.edu/astro801/content/l3.html .

Vélemény, hozzászólás?

Az email címet nem tesszük közzé. A kötelező mezőket * karakterrel jelöltük