从零开始2.2太阳及太阳活动

1、太阳学习要点:1太阳的基本性质(半径,体积,质量,视星等)2 内部构造3 太阳大气4太阳活动(以可观测的为重)5 太阳活动对地球及人类的影响第一节 太阳的基本性质太阳在银河系的位置图片1和2二太阳的基本性质1，太阳的半径和质量是两个重要的天体物理量，半径R=6.96105千米，大约是地球半径的109倍，体积大概为地球的130万倍，质量M=1.9891030千克，为地球的33万倍。(地球半径R=6378千米，质量M=5.97421024千克)2，一个天文单位是日地的平均距离，约为1.5亿公里，以高铁的时速260km/h来算，从地球到太阳要用67年。太阳的视星等为-26m.78,平时夜间见到的最亮

2、的恒星是天狼，它的视星等为-13，太阳的总辐照为13651369瓦/米2，每年地球接受的太阳能为1.751017瓦，这是全世界总发电量的几十万倍。太阳的表面有效温度为5777K，它的温度比较低，所以呈黄色。三太阳的内部结构我们看到太阳的是太阳的表面，被称为“光球层”，把光球层以下的作为太阳内部，光球层以外是太阳大气。太阳的结构如图，图片三从中心向外可分为六层：1.核反应区。它的范围占太阳的半径的1/4，质量占太阳的一半以上，是太阳的产能区，99%的太阳能量集中于此。产能机制是氢聚变为氦的热核反应。中心温度可以达到1500万开尔文。2.辐射区。范围从1/4到4/5的太阳半径，核反应区产能以X射线

3、和射线的形式经由辐射区向外辐射。辐射区的物质吸收核辐射再发射辐射，不断的将能量向外转移。3.对流区。厚度约为0.28个太阳的半径。对流层以物质对流的形式向外传送能量，该层是不透明的，对流层上方有三层透明的太阳大气。4.光球层。它是对流层的顶层，厚度只有500公里，也是我们凭借肉眼可见的太阳圆面，我们所说的太阳温度为5777K也就是光球层的温度。光球层的黑子是我们对太阳的重要观测对象之一。5.色球层。这是太阳大气的中层，厚度在200010000公里之间，除非日全食时月亮挡住了明亮的日轮，外面玫瑰红色的色球层才能显现。色球层是很不均匀的，有亮暗斑组成的网络结构、日芒、暗条、日珥、耀斑等特征和活动现

4、象。6.日冕。它是太阳大气的最外层，可延展到几倍的太阳半径甚至更远，日冕的物质及其稀薄，但是温度却达到几百万开尔文，主要是有各种质子电子离子组成，因此可见度非常低，日冕的目测仅限于日全食时，在日全食时，月球遮住太阳光球，在日轮周围显露出的广延的白色微弱光群，这就是日冕。观测日冕可以用日冕仪，这是1931年里奥在望远镜光路中央加了一个小圆锥镜，它如月球一样遮住了日轮，制造出人造日食，研制成日冕仪。四太阳活动1.太阳黑子关于太阳黑子的常规观测是从十八世纪开始的。黑子的大小不一，小黑子不到1000公里，而大黑子达20万公里。大黑子有复杂的结构，由中央很黑的“本影”和外面较暗的“半影”构成。半影含有很

5、多亮条纹，其间夹杂着暗纤维。半影的平均亮度是光球的75%，而亮纹和安稳各为95%，60%。本影有本影点、亮桥、本影闪耀等活动现象。每个黑子都有很强的单极磁场，这下磁场的强度与其表面积成正比。黑子出现之初和消失之前，磁场变化较大，而中间期磁场变化不大，一个黑子内的磁场强度以中心最大，随远离中心而向外减小。这些磁场可以约束太阳的离子气体,阻断下面的对流向上加热表面,因此,黑子内的气体有机会冷却而暗黑.黑子好比排水井,以4000公里/小时抽取周围物质,导入太阳表面之下。光斑常伴随黑子的出现，除了比黑子早出现几小时至几天外，周期，纬度等大致与黑子相同。2.耀斑1859年9月1日，白光观测到的一个大黑子

6、群附近“光芒夺目的弯镰刀形耀斑”，同时地球上发生电讯中断、特大磁暴和极光现象，从此拉开了观测和研究耀斑的序幕。用特殊方法观测，有时会看到色球局部区域急剧增亮10倍以上的现象，称为“耀斑”，或者“色球爆发”。耀斑是太阳高层大气的一种极具不稳定过程，在短时间（1001000秒）内释放大量的能量（10221026焦耳），引起局部瞬时加热，这时各种电磁辐射和离子辐射都可能突然增强，对日地空间环境和地球有重要影响。五.日地科学太阳活动增强的电磁辐射和粒子辐射导致行星际的场的波动和粒子扰动，进而影响地球和人类环境。日地科学所研究的日地系统是指包括太阳、行星际、地球磁层、电离层、大气各层及地表等区域。1.太阳活动的地磁效应和极光太阳风跟地磁相互作用，在地球磁层和电离层形成的各种短暂电流体系，造成“磁层暴”等，从而出现“地磁扰动”。“磁暴”是全球同时发生的强烈磁扰，一般会持续一到三天。磁暴分两种：急始型和缓始型。急始型磁暴是太阳大耀斑和伴有强射电的黑子群的粒子辐射引起的；而多数的缓始型磁暴是由于冕洞的粒子流引起的，这个有27天的周期，这也是太阳自转的会合周期。2太阳活动对人类的影响通过前人的统计研究太阳对人类的各种影响，我们已知道一些，比如，研究表明，人类的神经系统对太阳活动的变化很敏感，当太阳活动增强时