太阳光到地球需要多长时间(阳光是怎样产生的?阳光到达地球需要多久)

2022-05-14 16:02:27

我们都知道太阳光从太阳表面传播到地球需要花费约8分钟的时间,这是光在太空中传播所需要的时间,太阳到地球约有1.5亿公里远,阳光的传播速度是299792.458千米每秒,所以需要八分钟多一点的时间。但是,我们是否知道太阳表面发出的光线,它的本源地又在哪里呢?

说明这个问题前,先来了解一下太阳的结构,太阳的结构从内到外,依次是核反应区、辐射区、对流区,在对流区之外是太阳的大气层,分为三个部分,分别为:光球层、色球层、日冕层,其中日冕层是太阳大气层的最外层。

简单了解一下太阳的结构,那么太阳之所以发光发热,它的奥秘来自于哪个区域呢?来自于核反应区,也就是核心区。

核心区有多大?

从中心点延伸到太阳半径的25%处,这里是核心区,也是核反应区。这里每时每刻都在进行着氢核聚变,也只有这里才能进行核聚变,因为这里温度高,1500万摄氏度,压强大,约相当于3000亿个大气压。其实按照理论来看,这个温度是不足以支撑氢核聚变的,但由于隧穿效应的存在,使得氢核聚变可以在温度不太高的情况下进行,这里就不详细描述了。

氢核聚变释放的能量以高能光子的形式向外散出,少部分能量以中微子形式释放出去,中微子的特性我们是了解的,它可以不受阻碍的直接传播出去,但是高能光子就没有那么幸运了,它需要经过辐射区,辐射区是非常大的,从太阳半径25%处一直到86%处都为辐射区,高能光子在这里经历了漫长的吸收-释放-再吸收的过程,走的是随机路线,这么一耽搁就是十五万年的时间,而且在这漫长的时间里,原本的高能光子携带的能量也是一削再削,从X射线、远紫外线、紫外线一直削到了可见光波段,这时才抵达太阳表面光球层。

对于本题的总结是:阳光本质上是产生自核反应区,阳光的前身是高能光子,但高能光子从核心处传播到太阳表面需要耗费约15万年的时间,在这个过程中,高能光子的能量也在缩减,最终减至可见光波段。而从太阳表面光球层向外界传播,到达地球需要约8分20秒的时间。

这里借这个题目,说个题外话,科学家是如何知道太阳的发光原理的呢?

为了了解太阳的发光原理,可是把科学家折腾了相当长的一段时间,首先做的工作就是知道太阳是由什么构成的,这个通过对太阳光谱谱线的研究而知道了太阳的组成成分大部分是氢。后来直到1920年左右,英国的物理学家爱丁顿发表了一篇名为《恒星的内部结构》论文,在论文中他借助于爱因斯坦提出的E=mc^2,阐述了恒星的能量来源是核聚变。

爱丁顿

这一观点被提出之后,也遭到了不少人的反对,因为太阳内部需要维持很高的温度才可以使核聚变进行,不过,由于没过多久就发现了量子的隧穿效应,这时这一结论才被大家重视,而到了现在,我们更清晰的认知到了太阳的能量来源是怎么回事了。

文/科学船坞

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