Detta är ett utdrag ur astrofysik-kapitlet i min bok:
Väte atomer smälter för att bilda helium. Samtidigt produceras massor av gammafotoner och neutriner. Fotonerna tar tusentals år att ”slåss” sig mot solens yta, men flyr sedan ut i rymden som synliga eller nära synliga fotoner med ljusets hastighet.
Jag är verkligen förvirrad över hur solen producerar ljus. Jag förstår att genom kärnfusion bildas energi, men är inte denna energi i form av termiska och gammafotoner? Jag förstår inte hur synligt ljus avges vilket är anledningen till varför vi ser solen. Kan någon snälla utarbeta stycket från min bok.
Kommentarer
- Blackbody-strålning. Solen är varm och strålar så med spektrumet att den gör. sv.wikipedia.org/wiki/Black-body_radiation
- Var medveten om att språket som används i det avsnittet är stimulerande, men tekniskt slarvigt. energi av fotonerna kommer så småningom att komma ut från solen som ljus (dvs. fotoner) men de vann ’ t vara ” ” fotoner i någon användbar mening.
Svar
Väte atomer smälter för att bilda helium genom proton-protonkedjan som smälter samman fyra protoner i en alfapartikel (kärna $ {} ^ {4} He $) och d frigör två neutriner, två positroner och energi i form av gammafotoner. Även om fotoner rör sig med ljusets hastighet tar de slumpmässiga rörelserna som de upplevde inuti solen tusen år att lämna solens centrum. Denna slumpmässiga rörelse beror på den täta plasman i solens inre eftersom varje foton permanent kolliderar med en elektron och avviker från sin ursprungliga väg. Energin som frigörs genom fusion rör sig utåt upp till toppen av strålningszonen, där temperaturen sjunker till cirka 2 miljoner K, då absorberas fotonerna lättare av plasma och detta skapar de nödvändiga förutsättningarna för konvektion. Detta skapar zonens konvektionszon. Sedan stiger plasman och fotonerna transporteras till fotosfären där gasens densitet är tillräckligt låg för att de ska kunna fly. De flyr mest som synliga fotoner, eftersom deras initiala energi går förlorad genom den slumpmässiga rörelsen i den radiaktiva zonen och absorptionen i den konvektiva zonen.
Kommentarer
- så, gammafotoner på grund av energiförlusten släpps ut som synliga fotoner … Bara en sak till, är det fotonerna som absorberas av solens ytelement och sedan sänds ut igen … dvs svart kroppsstrålning. Jag har svårt att koppla ihop begreppet källan till solens ljus och den svarta kroppsstrålningen.
- @eliza Tänk på det som en solid svart kroppsyta som avger värmefotoner på cirka 6000K. Med denna yta uppvärmd inifrån av en 2 miljon K gammastrålningskälla
- Detta är ett mycket vilseledande svar. Det är ingen mening att fotonerna transporteras från mitten till ytan.
Svar
Fotonerna vi ser är resultatet av svart kroppsstrålning . Ljuset från solen avges i princip samma process som avger ljus från en glödlampa.
Den energi som frigörs genom fusion i kärnan randomiseras snabbt när fotoner interagerar med de laddade partiklarna i plasma, och du får bara en het plasma. Värmen överförs gradvis utåt och slutar som en yttemperatur på cirka 5800K. Jag kommer inte att gå in i mekanismen för svart kroppsstrålning eftersom detta behandlas i svaren på frågan Vilka är de olika fysiska mekanismerna för energiöverföring till foton under utsläpp av svart kropp? . Det räcker med att säga att den termiska rörelsen hos laddade partiklar i plasma orsakar slumpmässiga oscillerande elektriska dipoler, och dessa avger sedan elektromagnetisk strålning som motsvarar energin i dessa svängningar. Eftersom svängningarna är slumpmässiga är resultatet utsläpp av en bred våglängdsspridning med en topp på cirka 500 nm .
Kommentarer
- Blackbody strålning är inte ’ en mekanism.
Svar
Essensen av din fråga verkar vara:
”… är inte denna energi i form av termiska och gammafotoner? Jag förstår inte hur synlig ljus avges vilket är anledningen till varför w e se solen. ”.
Solen är en stor kula av materia som genomgår en termonukleär reaktion – som en kolv med kemikalier som reagerar med varandra för att skapa nya kemikalier och ljus utom det är inte en kemisk reaktion det är en kärnreaktion (som att titta på en stor kärnreaktor utan väggar och en mycket mer komplicerad serie reaktioner; många olika typer av bränsle).
Här är serien av reaktioner som inträffar:
4 (1H) ——> 4 He + 2 e + + 2 neutrinos + energi
3 (4He) ——> 12C + energi
12C + 12C ——> 24Mg + energi
12C + 4 He – —–> 16O + energi
16O + 16O ——> 32S + energi
16O + 4 Han —–> 20Ne + energi
28Si + 7 (4 He) ——> 56Ni + energi
56Ni ——> 56Co + e + (postiv Betaförfall)
56Co ——> 56Fe + e + (positiv Betaförfall)
56Fe + n ——> 57Fe
57Fe + n — —> 58Fe
58Fe + n ——> 59Fe
That ” s vad som gör att solen brinner eller smälter, det är formlerna för kärnreaktionerna som förekommer i solen.
Källa: https://imagine.gsfc.nasa.gov/educators/lessons/xray_spectra/activity-fusion.html .
Det kallas Stellar nukleosyntes , den process genom vilken de naturliga överflödet av de kemiska elementen inom stjärnor förändras på grund av kärnfusionsreaktioner i kärnorna och deras överliggande mantlar.
Tvärsnitt av en superris som visar nukleosyntes och bildade element. 
Nu har vi ”ljusmotorn” igång och vi beskriver sedan hur synligt ljus produceras (från solen).
Sidanot: Din fråga antyder att solen (vår sol) måste producera ljus för att vi ska kunna se det, naturligtvis är det inte sant, ljus från andra stjärnor kunde reflektera från en mörk boll och vi kunde se solen (vår sol) efter att den släcktes (även om det är osannolikt att vi (mänskligheten) skulle leva och bo i detta område) – men vi vandrar långt ifrån frågan nu .
Tillbaka till din fråga: ”Jag förstår inte hur synligt ljus avges … ”.
Källa för det här svaret: https://imagine.gsfc.nasa.gov/educators/gammaraybursts/imagine/page7.html .
Ljus är det välbekanta ordet för vad fysiker kallar elektromagnetisk strålning eller elektromagnetiska vågor. Ljus är en form av energi; den kan färdas genom tomt utrymme och är i form av enskilda vågpaket som kallas fotoner. Vågorna i paket med synligt ljus är små krusningar mindre än en miljon meter långa.
När synligt ljus delas upp i olika våglängder kallas resultatet ett spektrum. Violett ljus har den kortaste våglängden och rött ljus har den längsta – ungefär dubbelt så länge som violett. Synligt ljus är dock inte den enda formen av elektromagnetisk strålning. Det elektromagnetiska spektrumet sträcker sig bortom regnbågens färger i båda riktningarna – till mycket kortare våglängder än den violetta och till mycket längre våglängder än den röda. Vid längre våglängder finns radiovågor, mikrovågor och infraröd strålning. Vid kortare våglängder är ultraviolett strålning, röntgenstrålar och gammastrålning.
Det är viktigt att veta att solen inte är en Lambertiansk strålare (en cirkulär skiva med jämnt utsänd ljus). Solen är inte sfärisk men beskrivs istället på olika sätt som en tillplattad skiva, en kvadrupol eller en hexadekapolform. Eftersom det mestadels är gasformigt och flytande, med en solid kärna, roterar varje lökringskikt med olika hastighet som varje latitud; detta innebär att olika intensiteter av olika våglängder avges från olika delar vid olika tidpunkter, i både korta perioder (minuter) variationer och 11 års cykler – även solfläckar och framträdanden förändrar ljusintensiteten vid olika våglängder (svarta solfläckar är svalare och avger starkt X -strålar och högenergipartiklar).
Solens form: 
Mer information: Använda exakta mått på solens benform för att studera solcykeln – Av: JR Kuhn, LE Floyd, Claus Fröhlich, et. al. – Jan 2000 .
Dessutom påverkas ljusstyrkan på ett lättare synligt sätt av vad som kallas Limb Darkening (överförenklat, vilket innebär att solens kanter är tunna och inte kan avge lika mycket synligt ljus som den centrala delen). En något mer komplicerad förklaring kommer från Wikipedia ”s Limb Darkening artikel, eller för doktorandastrofysik se H. H.Plaskett ”Limb darkening and solar rotation eller denna nyare (och läsbara) artikel Max Planck Institute Article on Solar Variance .
Så här varierar intensiteten utifrån breddgrader: 
Observera att mätningen är för ett visst område med synligt ljus och inte gäller längsgående. Vad som utgör lateral och längsgående på solen bestäms av solens axel, som bestäms av dess magnetfält, som varierar med flödet av underströmmarna i de olika lagren.
I allmänhet sänds ljus ut som vad en kamera spelar in under en solförmörkelse, detta är en överdrivet förklaring: 
Det förklarar hur ljuset skapas (inklusive ljus, energivågor, som inte är synliga för det mänskliga ögat) och hur intensiteten varierar beroende på plats, vinkel, tid etc. som den ses. Solens faktiska färg bestäms av dess temperatur, se här för mer information om spektrum och färg kontra temperatur (varför finns det inga gröna solar): https://science.nasa.gov/ems/09_visiblelight .
Detta är det synliga ljusets spektrum: 
Det här är synligt ljus som uppträder inom hela spektrumet (av energi): 
För att förstå universum ser astronomer på alla våglängder; den kosmiska himlen har ett helt annat utseende vid olika våglängder av ljus.
Vid radiovåglängder ser astronomer avlägsna kvasarer och het gas i vår Vintergatan. Den infraröda himlen visar huvudsakligen små dammpartiklar strödda genom vår galax och andra galaxer. Synlig och ultraviolett visar främst ljuset från vanliga stjärnor. Röntgenstrålar avslöjar gas uppvärmd till miljoner grader som ligger mellan galaxer eller f slår på kompakta föremål som neutronstjärnor och svarta hål. Gamma-strålar kan endast produceras av extremt energiska fenomen, och vi ser flera typer av gammastrålning i himlen.
Gamma-strålar som ses längs Vintergatans plan är inte från vanliga stjärnor, men från kärnreaktioner genererade av protoner accelererade de till nästan ljusets hastighet som slog in i gas som låg mellan stjärnorna. Gamma-strålar ses också från klyftor – intensiva ljusstrålar och partiklar som pekar direkt mot jorden producerade av massiva svarta hål i avlägsna galaxer. Gamma-strålar kan detekteras i magnetiska bloss på ytan av vår sol och genom det radioaktiva sönderfallet av kortlivade atomkärnor som produceras av supernovaexplosioner i galaxen.
Alla föremål i vårt universum avger, reflektera och absorbera elektromagnetisk strålning på sina egna distinkta sätt. Sättet ett föremål gör detta ger det speciella egenskaper som forskare kan använda för att undersöka ett föremåls sammansättning, temperatur, densitet, ålder, rörelse, avstånd och andra kemiska och fysiska mängder.
…
Vi kan tänka på elektromagnetisk strålning på flera olika sätt:
• Ur fysikalisk synvinkel kan all elektromagnetisk strålning betraktas som härrör från rörelserna från subatomära partiklar. Gamma-strålar uppstår när atomkärnor delas eller smälts samman. Röntgenstrålar inträffar när en elektron som kretsar nära en atomkärna trycks utåt med en sådan kraft att den flyr ut ur atomen; ultraviolett, när en elektron skjuts från en nära till en lång bana; och synlig och infraröd, när elektroner skjuts ut några banor. Fotoner i dessa tre energiområden (röntgen, UV och optisk) avges när en av de yttre skalelektronerna förlorar tillräckligt med energi för att falla ner för att ersätta elektronen som saknas från det inre skalet. Radiovågor genereras av någon elektronrörelse; även strömmen av elektroner (elektrisk ström) i en vanlig hushållsledning skapar radiovågor … om än med våglängder på tusentals kilometer och med mycket svag amplitud.
• Elektromagnetisk strålning kan beskrivas i termer av en ström av fotoner (masslösa energipaket), som varje rör sig i ett vågliknande mönster och rör sig med ljusets hastighet. Den enda skillnaden mellan radiovågor, synligt ljus och gammastrålning är mängden energi i fotonerna. Radiovågor har fotoner med låg energi, mikrovågor har lite mer energi än radiovågor, infraröd har fortfarande mer, sedan synliga, ultravioletta, röntgenstrålar och gammastrålningar. Genom ekvationen E = hf dikterar energi en foton frekvens och därmed våglängd.
Värdet på EM-strålningen vi får från universum kan realiseras genom att beakta följande: Temperaturer i universum idag sträcker sig från 1010 Kelvin till 2,7 Kelvin (i kärnorna till stjärnor som går supernova respektive i intergalaktiskt utrymme).Densiteter varierar över 45 storleksordningar mellan neutronstjärnornas centrum till den virtuella tomheten i det intergalaktiska utrymmet. Magnetfältstyrkor kan sträcka sig från 1013 Gauss-fälten runt neutronstjärnor till de 1 Gauss-fälten på planeter som jorden till 10-7 Gauss-fälten i det intergalaktiska rymden. Det är inte möjligt att reproducera dessa enorma intervall i ett laboratorium på jorden och studera resultaten av kontrollerade experiment; vi måste använda universum som vårt laboratorium för att se hur materia och energi beter sig under dessa extrema förhållanden.
…
Som föreslås, se: https://imagine.gsfc.nasa.gov/educators/gammaraybursts/imagine/page7.html för den förkortade versionen.
Vad du kallar synligt ljus är baserat på några saker, du kan se ljuset på grund av dessa tre saker: det produceras och färdas mot dig, det passerar genom atmosfären utan att blockeras och dina ögon är känsliga för den frekvensen – vissa människor är mer känsliga för UV- och IR-ljus än andra mycket som vissa människor kan hör högre eller lägre frekvenser.
Observera hur Atmosfären skapar ”fönster” eller filter som bara tillåter vissa våglängder att tränga igenom ett visst avstånd. Endast synligt ljus och ett visst radiofrekvensband kan tränga hela vägen till jordens yta.
Din kamera och vetenskapliga instrument på jorden och i rymden kan ”se” ett bredare spektrum än vad dina ögon kan men dessa frekvenser kan tonkartas (un-HDR ”ed) till bilder som dina ögon kan se och din hjärna kanske förstår (som Radar kan ge information till en utbildad observatör, men vi kan inte se radiovågor).
Se: https://imagine.gsfc.nasa.gov/science/toolbox/spectra1.html för mer information.
För mer information om Elektromagnetiskt spektrum (synligt ljus och intilliggande frekvenser) se: https://imagine.gsfc.nasa.gov/science/toolbox/emspectrum1.html .
Ytterligare information om utsläpp av ljus från solen (det är en resa från under ytan till våra ögon) se: Hur passerar neutriner genom solen så snabbt .
Så att solen skapar energi, vissa kan vi se med våra ögon och de flesta kan vi d etektera med instrument (och mappa till en bild), hur den färdas och varför lite energi blockeras (förhindrar svår solbränna). Du frågade inte hur dina ögon omvandlar energin så att din hjärna kan se så jag kommer inte att gå längre, men det svaret finns på SE.
En online-kurs från PSU riktad mot yngre läsare finns här : https://www.e-education.psu.edu/astro801/content/l3.html .