КАК ИЗМЕРИЛИ ТЕМПЕРАТУРУ СОЛНЦА
Спектр любого твердого тела, нагретого до любой температуры, можно измерить спектрометром. Этот прибор представляет собой слегка измененный спектроскоп.
В фокальной плоскости линзы L2 установлена пластина с узкой вертикальной щелью В (рис. 2 на цвет. табл. у стр. 176). Если трубу D поворачивать вокруг вертикальной оси, то через щель В будет проходить свет только узких участков сплошного спектра. Перед щелью А коллиматора установлена лампа накаливания, а за щелью В — болометр: очень тонкая, за-
черненная металлическая полоска, которая одинаково поглощает световые лучи с любой длиной волны.
Чем больше энергии излучения поглощает болометр, тем сильнее он нагревается и тем больше становится его электрическое сопротивление. Электрическое сопротивление болометра легко измерить и тем самым определить, какую энергию испускает нить лампы в различных участках спектра.
Попытаемся построить график, в котором будет отражено, как зависит энергия, излучаемая 1 см2 абсолютно черного тела, от длины волны (рис. 10). В излучении абсолютно черного тела невозможно обнаружить энергию, соответствующую излучению волны со строго определенной длиной. Поэтому приходится измерять энергию излучения в каком-то узком участке спектра, например в диапазоне от l 1 до l 2. Если эту энергию разделить на ширину участка l 2- l 1 ,то определится излучательная способность e l абсолютно черного тела для волны длиной l , лежащей между волнами l 1 и l 2.
Отложим значение e l по оси ординат, а по оси абсцисс — длину волны l . Получим кривую с максимумом.
Предположим, мы построили график зависимости (рис. 11) для тела, нагретого до 6000° К (фотосфера Солнца). Самое большое значение e l будет при длине волны l m=0,5 мк. В обе стороны от этой точки регистрируемая в спектрометре энергия будет убывать. Будем двигаться к красной границе солнечного спектра. Уже в области 0,7—0,75 мк красный цвет переходит в темноту. Но и в темных участках болометр будет показывать, что энергия продолжает поступать. Значит, на красной границе спектр Солнца не
Рис. 11. Распределение энергии в спектрах Солнца и абсолютно черного тела при 6000° К и 6500°К.
заканчивается, хотя излучения с длиной волны больше 0,75 мк человеческий глаз не воспринимает.
Здесь начинаются невидимые инфракрасные лучи — инфракрасная область оптического спектра. Инфракрасное излучение примерно в области 500 мк переходит в диапазон радиоволн (см. ст. «Радио»).
То же происходит и на другом конце спектра. За фиолетовыми лучами в области волн в 0,4 мк начинается невидимое ультрафиолетовое излучение, которое где-то около волн в 0,002 мк переходит в рентгеновские лучи (см. цвет. табл. у стр. 177). Спектральные области наиболее коротких ультрафиолетовых лучей и наиболее длинных рентгеновских лучей накладываются друг на друга.
Инфракрасную область света излучают спектрометром, призма которого изготовлена из кристалла каменной (поваренной) соли. Даже специальные сорта стекла (тяжелый флинт) полностью поглощают инфракрасное излучение, начиная с волн длиной в 2,7 мк. А каменная соль пропускает это излучение с длиной волны
до 13,5 мк. В инфракрасном спектрометре вместо линз поставлены вогнутые металлические зеркала, хорошо отражающие инфракрасные лучи.
Ультрафиолетовое излучение исследуют с помощью оптических деталей из кварца или флюорита. Кварц слабо поглощает это излучение до волны в 0,18 мк, а флюорит — до 0,12 мк.
Поместим перед спектрометром с призмой из каменной соли абсолютно черное тело, у которого температура внутренних стенок полости равна 100° Ц. Такое тело не светится даже в полной темноте, но болометр, установленный у выходной щели спектрометра, позволяет и в этом случае определить зависимость e l от длины волн. Максимум излучательной способности тела, нагретого до 100°Ц, соответствует длине волны в 7,8 мк. Опыты показали: чем выше температура полости, тем короче должна быть длина волны l m (рис. 10). Величина l m как бы смещается с ростом температуры в сторону более коротких волн.
В результате этих опытов и некоторых теоретических соображений немецкому физику Вильгельму Вину удалось вывести формулу, которая теперь называется законом смещения Вина: l mТ = 2897 мк•°К. Если в эту формулу подставить l m в микронах, определится величина Т — температура излучающего нагретого тела в* градусах Кельвина. С помощью спектроскопа можно измерить температуру любого тела, даже температуру Солнца или звезды.
Иначе, как с помощью спектрометра, узнать температуру Солнца невозможно. Нельзя же установить на Солнце термометр! Но, допустим, мы как-то добыли кусочек Солнца. Из какого же материала сделать термометр? Даже самый тугоплавкий металл — вольфрам плавится при 3000°К. Поэтому температуру Солнца можно определить только измерением l m. Так же определяется температура звезд, а в земных условиях — температура сильно нагретых тел, например раскаленной плазмы (см. ст. «Сто миллионов градусов»).
Источник
Температуру солнца можно определить при помощи чего
Тесты по астрономии 11 класс. Тема: «Солнце»
Правильный вариант ответа отмечен знаком +
1. Наша звезда Солнце является:
а.) Красным гигантом
+ с.) Желтым карликом
2. Каким термином характеризуется расстояние от Земли до Солнца?
+ в.) Астрономическая единица
3. Масса Солнца…
а.) Равна массе всех планет Солнечной системы
+ в.) Больше массы всех планет Солнечной системы
с.) Меньше всех планет Солнечной системы
4. Какие земные явления зависят от Солнечной активности?
а.) Землетрясения, бури, многочисленные катастрофы техногенного характера
в.) Землетрясения, ураганы, торнадо
+ с.) Магнитные бури, полярное сияние и повышение уровня ионизации в верхних слоях атмосферы
5. За счет чего Солнце излучает энергию?
6. Назовите имя ученого, доказавшего движение планет вокруг Солнца:
+ а.) Николай Коперник
в.) Джордано Бруно
с.) Галилео Галилей
7. Какова примерная температура ядра Солнца?
8. Ближайшую к Солнцу точку орбиты называют:
9. Какой вид излучения не относится к Солнцу?
а.) Солнечная радиация
тест 10. Какую долю (примерно) в элементном составе Солнца занимает водород?
11. Химический состав Солнца это:
+ а.) Водород, гелий, кислород, прочие элементы
в.) Водород, кислород, прочие элементы
с.) Водород, гелий
12. В каком направлении Солнце обращается вокруг своей оси?
а.) Вращение отсутствует
в.) Вращение осуществляется только отдельными слоями
+ с.) По направлению, в котором планеты движутся вокруг Солнца
13. Каким термином обозначается видимая для наблюдателя поверхность Солнца?
14. Выберите правильное определение «солнечного ветра»:
а.) Выброс вещества, находящегося в Солнечной короне
в.) Последняя из внешних оболочек Солнца
+ с.) Поток, состоящий из ионизированных частиц и распространяющийся до границ гелиосферы
15. Последний этап жизни Солнца называется:
а.) Нейтронная звезда
в.) Красный гигант
16. Назовите примерный возраст Солнца:
17. В какой области галактики Млечный Путь находится Солнце?
+ с.) Окраина рукава Ориона
18. Назовите научную миссию, занимающуюся изучением Солнца:
19. Как ученые называют фотосферные пятна, похожие на рисовые зерна:
в.) Солнечные пятна
тест-20. Какой из перечисленных терминов определяет холодные области, расположенные на яркой фотосфере?
21. Существует ли у Солнца магнитное поле?
с.) Нет достоверных данных
22. Источник энергии Солнца это:
а.) Реакции химического характера
+ в.) Термоядерные реакции синтеза (легких ядер)
23. Как называются массы звездного газа, поднимающиеся на сотни тысяч километров над поверхностью Солнца?
24. Цикл солнечной активности составляет:
25. Если на поверхности Солнца увеличивается количество пятен, то блеск звезды:
а.) Будет колебаться
+ с.) Почти не изменится
26. Определите, за сколько времени сжалось бы Солнце, если бы на нем вдруг исчезла сила газового давления:
27. Сколько планет обращается вокруг Солнца?
28. Вокруг чего движется Солнце?
а.) Только собственной оси
+ в.) Вокруг центра Галактики Млечный Путь
с.) Вокруг планеты Земля
29. Линейная скорость Солнца на экваторе составляет:
тест_30. Дайте верное определение понятию «солнечное пятно»:
а.) Вулканы на поверхности Солнца
+ в.) Области, имеющие пониженную температуру
с.) Кратеры от ударов малых небесных тел
31. При помощи, какой методики можно определить температуру на поверхности Солнца?
в.) Законов Кеплера
+ с.) Солнечного спектра
32. Назовите величину мощности излучения, приходящуюся на 1 кг Солнечного вещества?
33. За сколько суток происходит оборот Солнца вокруг собственной оси вблизи экватора?
34. Укажите среднюю плотность Солнца:
35. Когда для наблюдателя наступает солнечное затмение?
+ а.) Если Луна располагается между Солнцем и Землей
в.) Луна попадает в тень, отбрасываемую Землей
с.) Нет правильного ответа
36. Назовите звезду, являющуюся наиболее близкой к Солнцу:
в.) Альфа Центавра
+ с.) Проксима Центавра
37. Звезда, наиболее близкая к планете Земля, называется:
в.) Венера («Утренняя звезда»)
с.) Полярная звезда
38. Согласно современным данным, Солнце и другие звезды сформировались из:
+ а.) Газопылевого облака
в.) Большого взрыва
с.) Остатков других звезд и планет
39. В звезду какого типа превратится Солнце в процессе старения?
+ в.) Красный гигант
с.) Красный карлик
тест*40. В ходе каких процессов на Солнце происходят космические лучи и корпускулярные потоки?
а.) при солнечном ветре
+ в.) при хроматосферных вспышках
с.) при конвекционном движении
41. Основные элементы структуры хромосферы Солнца:
+ а.) Водород, кальций, гелий
с.) Водород, гелий
42. Укажите элементы, составляющие атмосферу Солнца:
+ а.) Корона, фотосфера
с.) Солнечный ветер
43. Благодаря наличию чего в клетках растений возможен процесс фотосинтеза?
44. Дайте определение линии на диске спутника или планеты, которая отделяет освещенное (т.н. «дневное») полушарие от темного («ночного»):
45. Дайте определение понятию эклиптика:
+ а.) Большой круг небесной сферы, по которому происходит видимое с Земли годичное движение Солнца относительно других звезд
в.) Движение Солнца вокруг собственной оси
с.) Расположение Солнца относительно планеты Земля
46. Выберите точное определение термина «хромосфера»:
а.) Внутренняя часть атмосферы Солнца, размер которой составляет порядка нескольких тысяч километров и доступен для наблюдения с Земли в ходе солнечного затмения, излучающая красный свет за счет наличии водорода
+ в.) Внешняя область Солнца, которую мы можем наблюдать как разреженный газовый слой, разогретый до температуры примерно 6000 К, из которого осуществляется излучение энергии в космос
с.) Внешняя атмосфера Солнца, располагающаяся над хромосферой, в состав которой входит горячий газ, простирающийся на миллионы километров относительно Солнца, который можно наблюдать в ходе полного солнечного затмения
47. На какой из нижеприведенных фотографий изображена солнечная корона?
48. Выберите из представленных изображений соответствующее протуберанцу:
49. Что, по мнению ученых, является причиной сильных выбросов материи на Солнце?
а.) Наличие сильных магнитных полей, расположенных около солнечных пятен +
в.) Короткопериодические, большие по объему взрывные выбросы вещества и света
с.) Большая масса яркого газа, который поднимается на сотни тысяч километров над т.н. лимбом (видимым краем диска Солнца)
Источник
—> Детская Энциклопедия —>
Как измерили температуру Солнца
Спектр любого твердого тела, нагретого до любой температуры, можно измерить спектрометром. Этот прибор представляет собой слегка измененный спектроскоп.
В фокальной плоскости линзы L2 установлена пластина с узкой вертикальной щелью В (см. Откуда берется цвет? ). Если трубу D поворачивать вокруг вертикальной оси, то через щель В будет проходить свет только узких участков сплошного спектра. Перед щелью А коллиматора установлена лампа накаливания, а за щелью В — болометр: очень тонкая, зачерненная металлическая полоска, которая одинаково поглощает световые лучи с любой длиной волны. 
Чем больше энергии излучения поглощает болометр, тем сильнее он нагревается и тем больше становится его электрическое сопротивление. Электрическое сопротивление болометра легко измерить и тем самым определить, какую энергию испускает нить лампы в различных участках спектра.
Попытаемся построить график, в котором будет отражено, как зависит энергия, излучаемая 1 см 2 абсолютно черного тела, от длины волны (рис. 10). В излучении абсолютно черного тела невозможно обнаружить энергию, соответствующую излучению волны со строго определенной длиной. Поэтому приходится измерять энергию излучения в каком-то узком участке спектра, например в диапазоне от λ 1 до λ 2. Если эту энергию разделить на ширину участка λ 2— λ 1 ,то определится излучательная способность ελ
абсолютно черного тела для волны длиной λ , лежащей между волнами λ 1 и λ 2. 
Отложим значение ε λ по оси ординат, а по оси абсцисс — длину волны λ . Получим кривую с максимумом.
Предположим, мы построили график зависимости (рис. 11) для тела, нагретого до 6000° К (фотосфера Солнца). Самое большое значение el будет при длине волны λ m=0,5 мк. В обе стороны от этой точки регистрируемая в спектрометре энергия будет убывать. Будем двигаться к красной границе солнечного спектра. Уже в области 0,7—0,75 мк красный цвет переходит в темноту. Но и в темных участках болометр будет показывать, что энергия продолжает поступать. Значит, на красной границе спектр Солнца не заканчивается, хотя излучения с длиной волны больше 0,75 мк человеческий глаз не воспринимает.
Здесь начинаются невидимые инфракрасные лучи — инфракрасная область оптического спектра. Инфракрасное излучение примерно в области 500 мк переходит в диапазон радиоволн (см. ст. «Радио»).
То же происходит и на другом конце спектра. За фиолетовыми лучами в области волн в 0,4 мк начинается невидимое ультрафиолетовое излучение, которое где-то около волн в 0,002 мк переходит в рентгеновские лучи (см. Откуда берется цвет? ). Спектральные области наиболее коротких ультрафиолетовых лучей и наиболее длинных рентгеновских лучей накладываются друг на друга.
Инфракрасную область света излучают спектрометром, призма которого изготовлена из кристалла каменной (поваренной) соли. Даже специальные сорта стекла (тяжелый флинт) полностью поглощают инфракрасное излучение, начиная с волн длиной в 2,7 мк. А каменная соль пропускает это излучение с длиной волны до 13,5 мк. В инфракрасном спектрометре вместо линз поставлены вогнутые металлические зеркала, хорошо отражающие инфракрасные лучи.
Ультрафиолетовое излучение исследуют с помощью оптических деталей из кварца или флюорита. Кварц слабо поглощает это излучение до волны в 0,18 мк, а флюорит — до 0,12 мк.
Поместим перед спектрометром с призмой из каменной соли абсолютно черное тело, у которого температура внутренних стенок полости равна 100° Ц. Такое тело не светится даже в полной темноте, но болометр, установленный у выходной щели спектрометра, позволяет и в этом случае определить зависимость ε λ от длины волн. Максимум излучательной способности тела, нагретого до 100°Ц, соответствует длине волны в 7,8 мк. Опыты показали: чем выше температура полости, тем короче должна быть длина волны λ m (рис. 10). Величина λ m как бы смещается с ростом температуры в сторону более коротких волн.
В результате этих опытов и некоторых теоретических соображений немецкому физику Вильгельму Вину удалось вывести формулу, которая теперь называется законом смещения Вина: λ mТ = 2897 мк•°К. Если в эту формулу подставить λ m в микронах, определится величина Т — температура излучающего нагретого тела в градусах Кельвина. С помощью спектроскопа можно измерить температуру любого тела, даже температуру Солнца или звезды.
Иначе, как с помощью спектрометра, узнать температуру Солнца невозможно. Нельзя же установить на Солнце термометр! Но, допустим, мы как-то добыли кусочек Солнца. Из какого же материала сделать термометр? Даже самый тугоплавкий металл — вольфрам плавится при 3000°К. Поэтому температуру Солнца можно определить только измерением λ m. Так же определяется температура звезд, а в земных условиях — температура сильно нагретых тел, например раскаленной плазмы (см. ст. «Сто миллионов градусов»).
Источник