Lys dannet av solen?

Svar

Svar

Svar

Nå har vi «lysmotoren» i gang, og vi beskriver deretter hvordan synlig lys produseres (fra solen).

Sideanmerkning: Spørsmålet ditt antyder at solen (vår sol) må produsere lys for at vi skal se det, selvfølgelig er det ikke sant, lys fra andre stjerner kunne reflektere av en mørk ball, og vi kunne se solen (solen vår) etter at den er slukket (selv om det er lite sannsynlig at vi (menneskeheten) lever i dette området) – men vi vandrer langt fra spørsmålet nå .

---

Tilbake til spørsmålet ditt: «Jeg forstår ikke hvordan synlig lys sendes ut … «.

Kilde for dette svaret: https://imagine.gsfc.nasa.gov/educators/gammaraybursts/imagine/page7.html .

Lys er det kjente ordet for det fysikere kaller elektromagnetisk stråling eller elektromagnetiske bølger. Lys er en form for energi; den kan bevege seg gjennom tomt rom og er i form av individuelle bølgepakker som kalles fotoner. Bølgene i pakker med synlig lys er små krusninger som er mindre enn en milliondel meter lange.

Når synlig lys deles opp i forskjellige bølgelengder, kalles resultatet et spektrum. Fiolett lys har den korteste bølgelengden og rødt lys har den lengste – omtrent dobbelt så lang som fiolett. Synlig lys er imidlertid ikke den eneste formen for elektromagnetisk stråling. Det elektromagnetiske spekteret strekker seg utover regnbuens farger i begge retninger – til mye kortere bølgelengder enn fiolett og til mye lengre bølgelengder enn den røde. Ved lengre bølgelengder er radiobølger, mikrobølger og infrarød stråling. Ved kortere bølgelengder er ultrafiolett stråling, røntgenstråler og gammastråler.

Det er viktig å vite at solen ikke er en Lambertian-radiator (en sirkulær skive med jevnt utsendt lys). Solen er ikke sfærisk, men blir i stedet beskrevet forskjellig som en flat plate, en kvadrupol eller en heksadekapolform. Fordi det for det meste er gassformig og flytende, med en solid kjerne, roterer hvert løkringlag med forskjellig hastighet som hver breddegrad; Dette betyr at forskjellige intensiteter av forskjellige bølgelengder sendes ut fra forskjellige porsjoner til forskjellige tidspunkter, i både korte periode (minutter) variasjoner og 11-årssykluser – også solflekker og fremtredende forandrer lysintensiteten ved forskjellige bølgelengder (svarte solflekker er kjøligere og avgir lys X -stråler og høyenergipartikler).

Solens form:

Mer informasjon: Bruk av presise målinger av solens lemmer for å studere solsyklusen – Av: JR Kuhn, LE Floyd, Claus Fröhlich, et. al. – Jan 2000 .

I tillegg påvirkes lysstyrken på en lettere synlig måte av det som kalles Limb Darkening (forenklet som betyr at kantene på solen er tynne og ikke kan avgi like mye synlig lys som den sentrale delen). En litt mer komplisert forklaring kommer fra Wikipedia «s Limb Darkening Article, eller for doktorgrads astrofysikk se H. H.Plaskett «Limb darkening and solar rotation eller denne nyere (og lesbare) artikkelen Max Planck Institute Article on Solar Variance .

Slik varierer intensiteten basert på breddegrader:

Merk at målingen er for et bestemt område med synlig lys og ikke gjelder i lengderetningen. Det som utgjør lateral og langsgående retning på solen bestemmes av solens akse, som bestemmes av dens magnetfelt, som varierer med strømmen av understrømmen til de forskjellige lagene.

Generelt sendes lys ut på samme måte som et kamera registrerer under en solformørkelse, dette er en grovt forenklet forklaring:

Det forklarer hvordan lyset blir skapt (inkludert lys, energibølger, som ikke er synlige for menneskets øye) og hvordan intensiteten varierer basert på plassering, vinkel, tid osv. som den blir sett på. Den faktiske fargen på en sol bestemmes av temperaturen, se her for mer informasjon om spektrum og farge kontra temperatur (hvorfor er det ingen grønne soler): https://science.nasa.gov/ems/09_visiblelight .

Dette er spektrumet av synlig lys:

Dette er hvor synlig lys forekommer i hele spektrumet (av energi):

For å forstå universet ser astronomer på alle bølgelengder; den kosmiske himmelen har et helt annet utseende ved forskjellige bølgelengder av lys.

Ved radiobølgelengder ser astronomer fjerne kvasarer og varm gass i Melkeveigalaksen. Den infrarøde himmelen viser hovedsakelig små støvpartikler strødd gjennom vår galakse og andre galakser. Synlig og ultrafiolett viser hovedsakelig lyset fra vanlige stjerner. Røntgenbilder avslører gass oppvarmet til millioner av grader mellom galakser eller f som henger sammen med kompakte gjenstander som nøytronstjerner og sorte hull. Gamma-stråler kan bare produseres av ekstremt energiske fenomener, og vi ser flere typer gammastråleemisjon på himmelen.

Gamma-stråler sett langs Melkeveiens plan er ikke fra vanlige stjerner, men fra kjernefysiske reaksjoner generert av protoner akselererte de til nesten lysets hastighet som smalt inn i gass mellom stjernene. Gamma-stråler sees også fra blazarer – intense lysstråler og partikler som peker direkte mot jorden produsert av massive sorte hull i fjerne galakser. Gamma-stråler kan oppdages i magnetiske bluss på overflaten av solen vår, og ved radioaktivt forfall av kortlivede atomkjerner produsert av supernovaeksplosjoner i galaksen.

Alle objekter i vårt univers avgir, reflektere og absorbere elektromagnetisk stråling på sine egne særegne måter. Måten et objekt gjør dette gir det spesielle egenskaper som forskere kan bruke til å undersøke et objekts sammensetning, temperatur, tetthet, alder, bevegelse, avstand og andre kjemiske og fysiske størrelser.

…

Vi kan tenke på elektromagnetisk stråling på flere forskjellige måter:

• Fra en fysikalsk synsvinkel kan all elektromagnetisk stråling betraktes som stammer fra bevegelsene til subatomære partikler. Gamma-stråler oppstår når atomkjerner er delt eller smeltet. Røntgenstråler oppstår når et elektron som kretser nær en atomkjerne skyves utover med en slik kraft at det unnslipper atomet; ultrafiolett, når et elektron rystes fra en nær til en lang bane; og synlig og infrarød, når elektroner skyves noen baner ut. Fotoner i disse tre energiområdene (røntgen, UV og optisk) sendes ut når en av de ytre skallelektronene mister nok energi til å falle ned for å erstatte elektronet som mangler fra det indre skallet. Radiobølger genereres av enhver elektronbevegelse; selv strømmen av elektroner (elektrisk strøm) i en vanlig husholdningstråd skaper radiobølger … om enn med bølgelengder på tusenvis av kilometer og med veldig svak amplitude.

• Elektromagnetisk stråling kan beskrives i form av en strøm av fotoner (masseløse pakker med energi), som hver beveger seg i et bølgelignende mønster og beveger seg med lysets hastighet. Den eneste forskjellen mellom radiobølger, synlig lys og gammastråler er mengden energi i fotonene. Radiobølger har fotoner med lav energi, mikrobølger har litt mer energi enn radiobølger, infrarød har fortsatt mer, så synlige, ultrafiolette, røntgenstråler og gammastråler. Ved ligningen E = hf dikterer energi fotonens frekvens og dermed bølgelengde.

Verdien av EM-strålingen vi mottar fra universet kan realiseres ved å ta i betraktning følgende: Temperaturer i universet i dag spenner fra 1010 Kelvin til 2,7 Kelvin (i kjernene til stjerner som går henholdsvis supernova og i det intergalaktiske rommet).Tettheter varierer over 45 størrelsesordener mellom sentrene til nøytronstjerner til den virtuelle tomheten i det intergalaktiske rommet. Magnetfeltstyrker kan variere fra 1013 Gauss-feltene rundt nøytronstjerner til 1 Gauss-felt av planeter som Jorden til 10-7 Gauss-feltene i det intergalaktiske rommet. Det er ikke mulig å reprodusere disse enorme områdene i et laboratorium på jorden og studere resultatene av kontrollerte eksperimenter; vi må bruke universet som vårt laboratorium for å se hvordan materie og energi oppfører seg under disse ekstreme forholdene.

…

Som foreslått, vennligst se: https://imagine.gsfc.nasa.gov/educators/gammaraybursts/imagine/page7.html for den uforkortede versjonen.

Det du kaller synlig lys er basert på noen få ting, du kan se lyset på grunn av disse tre tingene: det produseres og beveger seg mot deg, det passerer gjennom atmosfæren uten å bli blokkert, og øynene dine er følsomme for den frekvensen – noen mennesker er mer følsomme for UV- og IR-lys enn andre mye som noen mennesker kan hør høyere eller lavere frekvenser.

Legg merke til hvordan Atmosphere skaper «vinduer» eller filtre som bare lar bestemte bølgelengder trenge inn en viss avstand. Bare synlig lys og et bestemt bånd med radiofrekvenser kan trenge helt til jordens overflate.

Ditt kamera og vitenskapelige instrumenter på jorden og i verdensrommet kan «se» et bredere spekter enn øynene dine kan men disse frekvensene kan tonekartlegges (un-HDR «ed) til bilder som øynene dine kan se og hjernen din kan forstå (som Radar kan gi informasjon til en utdannet observatør, men vi kan ikke se radiobølger).

Se: https://imagine.gsfc.nasa.gov/science/toolbox/spectra1.html for mer informasjon.

For mer informasjon om Elektromagnetisk spektrum (synlig lys og tilstøtende frekvenser) se: https://imagine.gsfc.nasa.gov/science/toolbox/emspectrum1.html .

Tilleggsinformasjon om lysutslipp fra solen (det er en reise fra under overflaten til øynene våre) se: Hvordan passerer nøytrinoer gjennom solen så raskt .

Slik at solen skaper energi, noen kan vi se med øynene og de fleste kan vi d etect med instrumenter (og kartlegge til et bilde), hvordan det beveger seg og hvorfor noe energi er blokkert (forhindrer alvorlig solbrenthet). Du spurte ikke hvordan øynene dine konverterer energien slik at hjernen din kan se, så jeg ikke kommer lenger, men svaret er på SE.

Et online kurs fra PSU rettet mot yngre lesere er tilgjengelig her : https://www.e-education.psu.edu/astro801/content/l3.html .