探秘太阳黑子：为何它们总是那么黑？科学百科第一章揭秘

文章编号：13563 / 更新时间：2024-03-02 16:27:55 / 浏览：次

本期为大家带来： 《你知道吗——现代科学中的100个问题》 探秘太阳黑子为何它们总是那么黑？科学百科第本书是 阿西莫夫 的优秀作品之一。作者以通俗语言，深入浅出地解释了现代科学中的一百个尖端课题。

其中，有些是了解现代科学技术所必须具备的基础知识，如科学的研究方法、进制数、相对论、亚原子粒子、核聚变、熵、晶体、病毒等。有些则是当代科学技术的前沿阵地，如黑洞、统一场论、夸克、快子、金属氢。

作者对这些问题的来龙去脉，它们目前处在什么样的状态、有没有希望得到解决等问题均作了回答。

第二十一个问题：太阳黑子为什黑的呢？如果太阳的表面温度是白热的，太阳黑子为什么又是黑的呢？如果黑子真是黑的，它们就该也是冷的。太阳上的东西怎么会是冷的呢个问题看来确实像是一个难题。

事实上，在十九世纪初期，就有一位伟大的天文学家赫歇耳曾断言说，既然黑子是黑的，它们就必定是。为了解释这一点，他只能说，太阳并不是里里外外都很热。不错，它有一个白热的大气层，但在大气层的下面，则是太阳那冷的固体部分，可以透过太阳大气层的缝隙看到这个固体部分。这些缝隙就是我们所说的黑子。赫歇耳甚至认为，太阳内部的固体表面上冷到可以允许生物在里生存。但是，这种看法是错误的。

现在，我们很清楚地知道，太阳通体都是热的。事实上，我们看到的太阳表面是太阳上最冷的区域，即使在那里，对生物来说，也肯定是太热了。辐射和温度是密切相关的。

1894年，德国物理学家维恩研究了在不同温度下发射出来的种光辐射。他的结论是：在理想的情况中，在每个特定的温度下，每一个物体都会辐射出特定波长范围内的光，而与物体本身的化学组成无关随着温度的升高，峰值辐射的波长会变得越来越短，对于任何物体都是如此。在摄氏六百度左右，就会有相当多的辐射进入可见光的频率范于是物体就会呈现暗红色。

当温度再升高时，物体就变为鲜红色，然后变为橙红色、白色和蓝白色。如果温度足够高，辐射频率就部分位于紫外区，甚至比这还要高。

仔细地测量了太阳峰值辐射的波长（它位于黄光区域内），我们就可以计算出太阳表面的温度，个温度大约是6,000℃。太阳黑子并不处于这一温度上。它们比这个温度要低不少，我们认为，在黑子的中心部分，温度只有4,000℃。

可能是一团膨胀的巨大气体。这种膨胀在太阳上造成了一定的温度降，正像电冰箱里的情形一样。要使一个巨大的黑子能抵御住从四里温度更高的地方传递进来的热量，保持住数日或数周的低温，需要有一个巨大的热泵才行。< p="">

不过，关于太阳黑子生成的机制，天文学家今仍未找到完全满意的解释。即使是摄氏四千度，太阳黑子也应该很明亮。它应该比地球上的弧光灯还要亮许多，而弧光灯已是亮得不能用去直视它了。

其实，太阳黑子也确实比弧光灯亮，这一点已经用仪器检测出来了。问题出在这里：我们的眼睛是不能看出光的绝对强度我们在判断亮度时，靠的是与四周环境的比较。太阳表面上那些温度较高的正常区域的亮度，是黑子中心低温区域亮度的四至五倍，与前者相后者在人眼中就显得是黑的了。

这种黑只是光学上的错觉。这一点有时在日蚀时可以看出来。在太阳明亮的圆面上，掩蚀太阳的亮朝向我们的一面的确是黑的。当月球的边缘掩过一个巨大的太阳黑子，使我们能在月亮的衬托下来观察黑子的黑时，我们就能够看出，黑子实际上不黑。

太阳黑子为什么是黑的

因为太阳黑子的温度比周围部分要低许多，太阳表面温度可达5000至6000摄氏度，而黑子只有2000多摄氏度，所以颜色比周围要暗很多，于是看起来是黑色的。

一个发展成熟的黑子是由中心颜色暗黑的部分和其周围暗黑的部分组成。前者是黑子的本影，后者为黑子的半影。

黑子是太阳光球上的低温区，本影区的绝对温度在4000℃左右，半影则为5400℃。黑子只是因为它的温度比光球低，才在明亮的光球背景衬托下显得黑。

黑子倾向于成群出现。一个发展成熟的典型黑子群由两部分组成，由于太阳自转，西边的部分总是在前面，称为前导部分；与其对应，东边的就称为后随部分。

扩展资料：

太阳黑子的活动对电离层密度有着密切关系。黑子多的时候电离层密度大。因而短波的高频段要好用些；在黑子活动少的时候低频段好用些。当太阳黑于突然爆发时，会引起电离层的骚动，使短波通信中断。

当太阳上有大群黑子出现的时候，地球上的指南针会乱抖动，不能正确地指示方向；平时很善于识别方向的信鸽会迷路；无线电通讯也会受到严重阻碍，甚至会突然中断一段时间，这些反常现象将会对飞机、轮船和人造卫星的安全航行、还有电视传真等等方面造成很大的威胁。

黑子的形成和消失要经历几天到几个星期不等。当强磁场浮现到太阳表面，该区域的背景温度缓慢地从6000摄氏度降至4000摄氏度，这时该区域以暗点形式出现在太阳表面。在黑子中心最黑的部分被称作本影，本影是磁场最强的区域。

太阳黑子为什么是黑的

因为当磁场浮现在太阳上时，该区域背景温度缓慢地从6000摄氏度降至4000摄氏度，就会成为黑色。

黑子的形成和消失要经历几天到几个星期不等。当强磁场浮现到太阳表面，该区域的背景温度缓慢地从6000摄氏度降至4000摄氏度，这时该区域以暗点形式出现在太阳表面。

在黑子中心最黑的部分被称作本影，本影是磁场最强的区域。本影周围不太黑、呈条纹状的区域被称为半影。黑子随太阳表面一起旋转，大约经过27天完成一次自转。

扩展资料：

太阳黑子很少单独活动，通常是成群出现。黑子的活动周期为11年，活跃时会对地球的磁场产生影响，当太阳上有大群黑子出现的时候，会出现磁暴现象使指南针乱抖动，不能正确地指示方向。

平时很善于识别方向的信鸽会迷路；无线电通讯也会受到严重阻碍，甚至会突然中断一段时间，这些反常现象将会对飞机、轮船和人造卫星的安全航行、还有电视传真等等方面造成严重威胁。

太阳黑子是什么？太阳温度那么高，太阳黑子为什么是黑的？

太阳黑子是太阳表面的一些低温区，与周围高温区形成强烈对比，看起来就呈现黑色。但其实太阳黑子一定也不黑，它的温度依然高达3、4000K（绝对温标），说发出的光比任何人类通过发热丝发光的灯还要亮。那为什么他看起来是黑色的？它又是怎么形成的？

太阳高温辐射何来？

古时候有人曾经认为太阳是烧煤的，现在听起来特别搞笑，但对于当时的人类，这已经是他们能想到的最合理解释了。后来，人们发现了压缩生热的现象，于是又认为太阳是在万有引力作用下导致表面物质向内压缩而产生的热量。但以上两种解释都无法解答太阳为何能烧那么久，因为当时根据地质学的研究发现地球年龄已经长达数十亿年了……

随着科学的研究发展，我们现在已经大致知道太阳的发光原理，它是核心内熔融的氢核在高温高压下产生热核聚变，从而释放巨大的能量，以伽马射线形式向外辐射，在超过核心附近稠密的等离子体向更低温的外部传播过程中能量慢慢降低，当到底表面时已经只剩下以可见光为主的较低能量辐射。对应的是5770K的热辐射温度。

太阳黑子形成原因

5770K的热辐射（黑体辐射）温度产生的是明亮的白光，而根据黑体辐射理论，热辐射的亮度只与其温度有关，与其构成物质种类无关，因此，很明显太阳黑子就是太阳表面温度降低的区域。那么问题来了，这些区域温度为什么会比周围低呢？

我们先要讲一下太阳发光表面的物质形态，他们平常接触到的物质形态主要有三种：气态、液态和固态，但太阳表面由于高温的作用，物质呈现为第四种形态：等离子态。这是由于原子在高温作用下，电子脱离原子核束缚，成为游离状态的自由电子。这些游离状态的等离子体在高温下产生剧烈的热对流，类似于地球上的台风形成，但在太阳表面所产生的的“台风”强度是地球的上千倍。而剧烈旋转的带电粒子流产生强烈的局部磁场，这些磁场进一步影响了带电的等离子体的运动，于是会产生一些凹陷的低温区域，这些低温区域比周围区域的温度降低1000-2000K，以致在强烈的温度反差下，它们看起来是黑的。