Dit is een uittreksel uit het astrofysische hoofdstuk in mijn boek:
Waterstof atomen versmelten tot helium. Tegelijkertijd worden veel gammafotonen en neutrinos geproduceerd. Het duurt duizenden jaren voordat de fotonen zich een weg banen naar het oppervlak van de zon, maar ontsnappen vervolgens met de snelheid van het licht als zichtbare of bijna zichtbare fotonen de ruimte in.
Ik ben echt in de war over hoe de zon licht produceert. Ik begrijp dat door kernfusie energie wordt gevormd, maar is deze energie niet in de vorm van thermische en gammafotonen? Ik begrijp niet hoe zichtbaar licht wordt uitgezonden, wat de reden is waarom we de zon zien. Kan iemand dit alsjeblieft toelichten? de alinea uit mijn boek.
Opmerkingen
- Blackbody-straling. De zon is heet en straalt zo sterk uit met het spectrum dat hij doet. en.wikipedia.org/wiki/Black-body_radiation
- Houd er rekening mee dat de taal die in die passage wordt gebruikt suggestief is, maar technisch slordig. De energie van de fotonen zal uiteindelijk als licht uit de zon komen (dwz fotonen), maar ze zullen ‘ niet ” de ” fotonen in een bruikbare zin.
Antwoord
Waterstof atomen versmelten tot helium door de proton-proton-keten die vier protonen versmelt tot één alfadeeltje (kern van $ {} ^ {4} He $) een d geeft twee neutrinos, twee positronen en energie vrij in de vorm van gammafotonen. Hoewel fotonen reizen met de snelheid van het licht, doen de willekeurige bewegingen die ze in de zon ondergaan duizenden jaren nodig om het centrum van de zon te verlaten. Deze willekeurige beweging is te wijten aan het dichte plasma in het binnenste van de zon, aangezien elk foton permanent in botsing komt met een elektron en wordt afgeweken van zijn oorspronkelijke pad. De energie die vrijkomt door fusie beweegt zich naar buiten naar de top van de stralingszone, waar de temperatuur daalt tot ongeveer 2 miljoen K, waarna de fotonen gemakkelijker door het plasma worden geabsorbeerd en dit zorgt voor de noodzakelijke condities voor convectie. Hierdoor ontstaat de convectiezone van de zone. Dan stijgt het plasma en worden de fotonen naar de fotosfeer gevoerd, waar de dichtheid van het gas laag genoeg is om te ontsnappen. Ze ontsnappen meestal als zichtbare fotonen, omdat hun aanvankelijke energie verloren gaat door de willekeurige beweging in de stralingszone en de absorptie in de convectieve zone.
Opmerkingen
- dus gammafotonen als gevolg van het energieverlies worden uitgezonden als zichtbare fotonen … Nog één ding, dit zijn de fotonen die worden geabsorbeerd door de oppervlakte-elementen van de zon en vervolgens opnieuw worden uitgezonden … straling van het zwarte lichaam. Ik heb problemen met het koppelen van het concept van de bron van het licht van de zon en de straling van het zwarte lichaam.
- @eliza Zie het als een massief zwart lichaam dat thermische fotonen uitzendt van ongeveer 6000K. Dit oppervlak wordt van binnenuit verwarmd door een 2 miljoen K gammastraalbron.
- Dit is een zeer misleidend antwoord. Het heeft geen zin om de fotonen van het midden naar de oppervlakte te transporteren.
Antwoord
De fotonen we zien zijn het resultaat van straling van het zwarte lichaam . Het licht van de zon wordt uitgezonden door in principe hetzelfde proces dat licht uitzendt van een gloeilamp.
De energie die vrijkomt door fusie in de kern wordt snel willekeurig verdeeld doordat fotonen een interactie aangaan met de geladen deeltjes in het plasma, en je krijgt alleen een heet plasma. De warmte wordt geleidelijk naar buiten afgevoerd en komt uit op een oppervlaktetemperatuur van ongeveer 5800K. Ik ga niet in op het mechanisme van de straling van zwarte lichamen, omdat dit wordt behandeld in de antwoorden op de vraag Wat zijn de verschillende fysische mechanismen voor energieoverdracht naar het foton tijdens de emissie van zwarte lichamen? . Het volstaat te zeggen dat de thermische beweging van geladen deeltjes in het plasma willekeurig oscillerende elektrische dipolen veroorzaakt, en deze zenden vervolgens elektromagnetische straling uit die overeenkomt met de energie van deze oscillaties. Omdat de oscillaties willekeurig zijn, is het resultaat de emissie van een brede spreiding van golflengten met een piek van ongeveer 500 nm .
Reacties
- Blackbody straling is niet ‘ ta mechanisme.
Antwoord
De essentie van uw vraag lijkt te zijn:
“… is deze energie niet in de vorm van thermische en gammafotonen? Ik begrijp niet hoe zichtbaar licht wordt uitgezonden, wat de reden is waarom w e zien de zon. “.
De zon is een grote bol van materie die een thermonucleaire reactie ondergaat – zoals een kolf met chemicaliën die met elkaar reageren om nieuwe chemicaliën en licht te creëren, behalve het is geen chemische reactie, het is een kernreactie (zoals kijken naar een grote kernreactor zonder muren en een veel ingewikkelder reeks reacties; veel verschillende soorten brandstof).
Hier is de reeks reacties die optreden:
4 (1H) ——> 4 He + 2 e + + 2 neutrinos + energie
3 (4He) ——> 12C + energie
12C + 12C ——> 24Mg + energie
12C + 4 He – —–> 16O + energie
16O + 16O ——> 32S + energie
16O + 4 He —–> 20Ne + energie
28Si + 7 (4 He) ——> 56Ni + energie
56Ni ——> 56Co + e + (positief Beta Decay)
56Co ——> 56Fe + e + (positief Beta Decay)
56Fe + n ——> 57Fe
57Fe + n — —> 58Fe
58Fe + n ——> 59Fe
That ” s wat de zon doet branden of smelten, dat zijn de formules van de nucleaire reacties die plaatsvinden in de zon.
Bron: https://imagine.gsfc.nasa.gov/educators/lessons/xray_spectra/activity-fusion.html .
Dat wordt Stellaire nucleosynthese genoemd, het proces waarbij de natuurlijke abundanties van de chemische elementen binnen sterren veranderen als gevolg van kernfusiereacties in de kernen en hun bovenliggende mantels.
Dwarsdoorsnede van een superreus met nucleosynthese en gevormde elementen. 
Nu we de “light engine” hebben draaien, beschrijven we vervolgens hoe zichtbaar licht wordt geproduceerd (van de zon).
Kanttekening: uw vraag suggereert dat de zon (onze zon) licht moet produceren zodat we het kunnen zien, dat is natuurlijk niet waar, licht van andere sterren zouden kunnen reflecteren op een donkere bal en we zouden de zon (onze zon) kunnen zien nadat deze is gedoofd (hoewel het onwaarschijnlijk is dat wij (de mensheid) in leven zouden zijn en in dit gebied zouden wonen) – maar we dwalen nu ver af van de vraag .
Terug naar uw vraag: “Ik begrijp niet hoe zichtbaar licht wordt uitgezonden … “.
Bron voor dit antwoord: https://imagine.gsfc.nasa.gov/educators/gammaraybursts/imagine/page7.html .
Licht is het bekende woord voor wat natuurkundigen elektromagnetische straling of elektromagnetische golven noemen. Licht is een vorm van energie; het kan door lege ruimte reizen en heeft de vorm van individuele golfpakketten die fotonen worden genoemd. De golven in pakketten zichtbaar licht zijn kleine rimpelingen van minder dan een miljoenste meter lang.
Wanneer zichtbaar licht wordt opgesplitst in zijn verschillende golflengten, wordt het resultaat een spectrum genoemd. Violet licht heeft de kortste golflengte en rood licht de langste – ongeveer twee keer zo lang als violet. Zichtbaar licht is echter niet de enige vorm van elektromagnetische straling. Het elektromagnetische spectrum reikt in beide richtingen voorbij de kleuren van de regenboog – tot veel kortere golflengten dan het violet en tot veel langere golflengten dan het rood. Bij de langere golflengten zijn radiogolven, microgolven en infraroodstraling. Bij de kortere golflengten zijn ultraviolette straling, röntgenstraling en gammastraling aanwezig.
Het is belangrijk om te weten dat de zon geen Lambertiaanse straler (een ronde schijf van gelijkmatig uitgestraald licht). De zon is niet bolvormig, maar wordt in plaats daarvan op verschillende manieren beschreven als een afgeplatte schijf, een quadrupool of een hexadecapoolvorm. Omdat het meestal gasvormig en vloeibaar is, met een vaste kern, roteert elke uienringlaag met een andere snelheid, net als elke breedtegraad; dit betekent dat verschillende intensiteiten van verschillende golflengten worden uitgezonden vanuit verschillende delen op verschillende tijdstippen, zowel in korte periodes (minuten) variaties als in cycli van 11 jaar – ook zonnevlekken en protuberansen veranderen de intensiteit van licht op verschillende golflengten (zwarte zonnevlekken zijn koeler en stralen helder X uit -stralen en hoogenergetische deeltjes).
Vorm van de zon: 
Meer informatie: Met behulp van nauwkeurige metingen van de vorm van de ledematen om de zonnecyclus te bestuderen – Door: JR Kuhn, LE Floyd, Claus Fröhlich, et. al. – Jan 2000 .
Bovendien wordt de helderheid op een beter zichtbare manier beïnvloed door wat Limb Darkening wordt genoemd (versimpeld, wat betekent dat de randen van de zon dun zijn en evenveel zichtbaar licht als het centrale deel). Een iets meer gecompliceerde uitleg komt van Wikipedia “s Limb Darkening artikel, of voor Doctoral Astrophysics zie H. H.Plasketts ledematen donker worden en zonnerotatie of dit recentere (en leesbare) artikel Max Planck Institute-artikel over variantie in de zon .
Dit is hoe de intensiteit varieert op basis van breedtegraden: 
Houd er rekening mee dat de meting is voor een specifiek bereik van zichtbaar licht en niet longitudinaal van toepassing is. Wat lateraal en longitudinaal op de zon is, wordt bepaald door de as van de zon, die wordt bepaald door het magnetische veld van de zon. met de stroom van de onderstromen van de verschillende lagen.
In het algemeen wordt licht op dezelfde manier uitgezonden als wat een camera vastlegt tijdens een zonsverduistering, dit is een sterk versimpelde uitleg: 
Dat verklaart hoe het licht wordt gecreëerd (inclusief licht, energiegolven, die niet zichtbaar zijn voor het menselijk oog) en hoe de intensiteit varieert op basis van de locatie, hoek, tijd, enz. waarop het wordt bekeken. De werkelijke kleur van een zon wordt bepaald door zijn temperatuur, zie hier voor meer informatie over spectrum en kleur vs. temperatuur (waarom zijn er geen groene zonnen): https://science.nasa.gov/ems/09_visiblelight .
Dit is het spectrum van zichtbaar licht: 
Hier komt zichtbaar licht voor binnen het volledige spectrum (van energie): 
Om het heelal te begrijpen, kijken astronomen naar alle golflengten; de kosmische hemel ziet er totaal anders uit bij verschillende golflengten van licht.
Op radiogolflengten zien astronomen verre quasars en heet gas in ons Melkwegstelsel. De infrarode hemel toont voornamelijk kleine stofdeeltjes die door ons Melkwegstelsel en andere sterrenstelsels worden verspreid. Zichtbaar en ultraviolet tonen voornamelijk het licht van gewone sterren. Röntgenstralen onthullen gas verwarmd tot miljoenen graden tussen sterrenstelsels of f alling op compacte objecten zoals neutronensterren en zwarte gaten. Gammastralen kunnen alleen worden geproduceerd door extreem energetische verschijnselen, en we zien verschillende soorten gammastraling aan de hemel.
Gammastralen die langs het vlak van de Melkweg worden gezien, zijn niet van gewone sterren, maar van nucleaire reacties die worden opgewekt door protonen die worden versneld tot bijna de snelheid van het licht dat op gas slaat dat tussen de sterren ligt. Gammastralen worden ook gezien vanaf blazars – intense lichtstralen en deeltjes die rechtstreeks op de aarde gericht zijn, geproduceerd door enorme zwarte gaten in verre melkwegstelsels. Gammastralen kunnen worden gedetecteerd in de magnetische fakkels op het oppervlak van onze zon, en door het radioactieve verval van kortstondige atoomkernen geproduceerd door supernova-explosies in de Melkweg.
Alle objecten in ons heelal zenden uit, reflecteren en absorberen elektromagnetische straling op hun eigen onderscheidende manieren. De manier waarop een object dit doet, geeft het speciale kenmerken die wetenschappers kunnen gebruiken om de samenstelling, temperatuur, dichtheid, leeftijd, beweging, afstand en andere chemische en fysische grootheden van een object te onderzoeken.
…
We kunnen elektromagnetische straling op verschillende manieren beschouwen:
• Vanuit een natuurwetenschappelijk standpunt kan alle elektromagnetische straling worden beschouwd als afkomstig van de bewegingen van subatomaire deeltjes. Gammastralen treden op wanneer atoomkernen worden gespleten of versmolten. Röntgenstralen ontstaan wanneer een elektron dat in een baan rond een atoomkern draait, met zon kracht naar buiten wordt geduwd dat het aan het atoom ontsnapt; ultraviolet, wanneer een elektron wordt geschud van een nabije naar een verre baan; en zichtbaar en infrarood, wanneer elektronen een paar banen naar buiten worden geschud. Fotonen in deze drie energiebereiken (röntgenstraling, UV en optisch) worden uitgezonden als een van de elektronen van de buitenste schil voldoende energie verliest om naar beneden te vallen om het elektron dat ontbreekt in de binnenste schil te vervangen. Radiogolven worden gegenereerd door elke elektronenbeweging; zelfs de stroom elektronen (elektrische stroom) in een gewoon huishoudelijk snoer creëert radiogolven … zij het met golflengten van duizenden kilometers en met een zeer zwakke amplitude.
• Elektromagnetische straling kan worden beschreven in termen van een stroom van fotonen (massaloze energiepakketten), die elk in een golfachtig patroon reizen en met de snelheid van het licht bewegen. Het enige verschil tussen radiogolven, zichtbaar licht en gammastralen is de hoeveelheid energie in de fotonen. Radiogolven hebben fotonen met lage energieën, microgolven hebben iets meer energie dan radiogolven, infrarood heeft nog meer, dan zichtbare, ultraviolette, röntgen- en gammastraling. Door de vergelijking E = hf dicteert energie de frequentie van een foton en dus de golflengte.
De waarde van de EM-straling die we van het heelal ontvangen, kan worden gerealiseerd door het volgende in overweging te nemen: Temperaturen in het universum van vandaag variëren van 1010 Kelvin tot 2,7 Kelvin (in de kernen van sterren die respectievelijk supernova gaan en in de intergalactische ruimte).Dichtheden variëren van meer dan 45 ordes van grootte tussen de centra van neutronensterren tot de virtuele leegte van de intergalactische ruimte. Magnetische veldsterktes kunnen variëren van de 1013 Gauss-velden rond neutronensterren tot de 1 Gauss-velden van planeten zoals de aarde tot de 10-7 Gauss-velden van de intergalactische ruimte. Het is niet mogelijk om deze enorme reeksen in een laboratorium op aarde te reproduceren en de resultaten van gecontroleerde experimenten te bestuderen; we moeten het universum gebruiken als ons laboratorium om te zien hoe materie en energie zich gedragen in deze extreme omstandigheden.
…
Zie, zoals voorgesteld, alstublieft: https://imagine.gsfc.nasa.gov/educators/gammaraybursts/imagine/page7.html voor de onverkorte versie.
Wat je zichtbaar licht noemt, is gebaseerd op een paar dingen, je kunt zien het licht vanwege deze drie dingen: het wordt geproduceerd en reist naar u toe, het gaat door de atmosfeer zonder te worden geblokkeerd en uw ogen zijn gevoelig voor die frequentie – sommige mensen zijn gevoeliger voor UV- en IR-licht dan anderen, net als sommige mensen hoor hogere of lagere frequenties.
Merk op hoe de atmosfeer “vensters” of filters creëert die alleen bepaalde golflengten een bepaalde afstand laten doordringen. Alleen zichtbaar licht en een bepaalde band van radiofrequenties kunnen helemaal tot aan het aardoppervlak doordringen.
Je camera en wetenschappelijke instrumenten op aarde en in de ruimte kunnen een breder spectrum zien dan je ogen kunnen maar die frequenties kunnen in tonen worden weergegeven (niet-HDR “ed) in beelden die je ogen kunnen zien en je hersenen kunnen begrijpen (zoals Radar informatie kan verstrekken aan een getrainde waarnemer, maar we kunnen geen radiogolven zien).
Zie: https://imagine.gsfc.nasa.gov/science/toolbox/spectra1.html voor meer informatie.
Voor meer informatie over de Elektromagnetisch spectrum (zichtbaar licht en de aangrenzende frequenties) zie: https://imagine.gsfc.nasa.gov/science/toolbox/emspectrum1.html .
Aanvullende informatie over de emissie van licht van de zon (het is een reis van onder het oppervlak naar onze ogen), zie: Hoe passeren neutrinos zo snel door de zon .
Zo schept de zon dus energie, sommige kunnen we met onze ogen zien en de meeste kunnen we d etecteer met instrumenten (en breng in kaart naar een afbeelding), hoe het reist en waarom sommige energie wordt geblokkeerd (waardoor ernstige zonnebrand wordt voorkomen). Je hebt niet gevraagd hoe je ogen de energie omzetten zodat je hersenen kunnen zien, dus ik ga niet verder, maar dat antwoord is op SE.
Een online cursus van PSU gericht op jongere lezers is hier beschikbaar : https://www.e-education.psu.edu/astro801/content/l3.html .