太阳简说

为了阐明太阳风、黑子、耀斑究竟是怎么一回事,让我们先了解一下太阳的基本情况。 一、太阳的大小、质量 太阳是银河系一千多亿颗恒星中的一颗,它位于银河系对称平面稍靠边缘的地方。太阳以及围绕它旋转运行的九大行星和数以万计的小行星、彗星等组成了一个庞大的家族——太阳系。太阳离我们人类居住的地球平均约有1.5亿公里远,太阳的半径约为696000公里,相当于地球半径的109倍。我们不难算出,太阳这个巨大的星球足有130万个地球那么大。太阳质量约为1.99×10~(33)克,是地球质量的33.3万倍。太阳的平均密度为1.41克/厘米~3,是地球平均密度的1/4。太阳中心密度为160克/厘米~3,中心压强相当于3000亿个大气压。 二、太阳的能量、温度 太阳是一颗时刻在进行热核反应的巨大火球。太阳每秒钟发出的能量(也称太阳的功率)约为3.83×10~(23)千瓦。若消除地球大气对阳光的吸收减弱作用,地面上同太阳光垂直的1平方厘米面积上每分钟获得太阳能(也称太阳常数)约为1.95卡。地球从太阳发     

太阳辐射穿过大气层所发生的物理现象

 太阳是太阳系的中心天体,是太阳系中最大的行星,也是离地球最近的恒星。人们肉眼所看见的太阳表面,叫太阳的光球层,其有效温度为5762K,厚度约500千米,太阳辐射的绝大部分能量都是从这里发出。地球是被一层约1000千米厚的气体所包围,该层气体称大气层。太阳辐射通过大气层过滤照射到地面,是地球上主要能量来源,也是被动遥感系统中主要的辐射源。     

一个力学问题的析给我们的启示

许多大学物理教材或参考书在讲授角动量守恒定律之后会安排类似这样的例题或习题：当地球处于远日点时,到太阳的距离是1．52×10^11m,轨道速度为2．93×10^4m／s。地球处于近日点,到太阳的距离为1．47×10^11m。求地球在近日点时的轨道速度。该问题用角动量守恒定律求解极为简单。如图1所示,建立如下模型：选地球为研究对象并视为质点,认为地球在运动过程中仅受到太阳对它的引力,     

太阳电池

一、引言太阳是一个取之不尽、用之不竭的巨大能源,它每年照射到地球陆地表面的能量约800×10~(18)千卡,而已发现的矿物燃料(煤、石油等)的藏量约7×10~(18)千卡,原子能估计约144×10~(18)千卡。太阳能和原子能是如此的巨大,因而如何有效地利用它们的能量,将是解决人类充分利用能源问题的重要途径。多少年来,人们都在盼望利用太阳这样巨大的能量来为人类服务,并且也创造了不少转换太阳能为机械能或电能的器具。但因这些器具的转换效率还不很高,因而进一步利用太阳能仍然是一个困难的问题。半导体出现以后,     

利用高能中微子探索宇宙线起源之谜

<正>一、引言早在1912年,科学家就观测到了宇宙线,其主要成分是质子(约90%)和氦核(约9%)的高能微观粒子。迄今为止,观测到的宇宙射线中最高能量接近3×10²⁰电子伏特,约等于48焦耳,相当于一颗时速150千米的网球的动能。一个直径远远小于原子的微观粒子被加速到如此惊人的宏观能量,比地球上最大的粒子加速器LHC所能产生的最高能量大7到8个量级。这让我们很自然地产生疑问：如此高能的宇宙线来自哪里？它们是怎么被加速到这么高能量的？     

银河、星系和大宇宙

银河系是我们生活的地球和太阳所在的恒星系统,其质量的1.4×10^11太阳质量,其中恒星约占90%,气体和尘埃组成的星际物质约占10%。平时我们在晚间看到的所有恒星几乎全部属于银河系,由于大量恒星投影在天球上形成乳白色光带。     

近地空间宇宙线荷电粒子暴与地震的关联

 从宇宙线早期研究中,已经观测到它的强度有1日,27日和11年的周期变化,这与太阳的调制过程有关。同时也观测到因气象原因引起宇宙线强度的变化,如温度,气压和季节效应。随着科学技术的飞速发展,特别是用各种各样的航天器运载探测器研究大气外层空间的宇宙线瞬间变化,得到一些有意义的结果。太阳照射到地球大气层顶部的电磁辐射能流为10¹⁰erg·m^-2·s-1,而宇宙线粒子总能流约要比它低八个量级,似乎可以忽略不计。但宇宙线穿过大气层损失绝大部分能量,产生正负离子,它们是形成云雾水珠的凝结核,也能触发雷暴和闪电,对大气层中很多物理过程都有影响。     

有限尺寸光栅压缩器设计

千焦耳高能拍瓦激光装置是实现激光惯性约束聚变“快点火”的基本技术手段。“快点火”前期基础物理实验要求：激光驱动装置输出激光脉冲的能量大于1kJ，脉冲宽度在1～10ps。而实现完全意义上的点火则需要万焦耳级的脉冲能量。激光技术上，啁啾脉冲放大（CPA）技术为实现高能、高峰值功率的激光输出提供了技术手段。然而，压缩器光栅较低的损伤阈值和较小的物理尺寸限制了快点火驱动装置的输出能量。目前，商品化介质膜光栅的损伤阈值仅约为1．2J／cm^2（ 1ps），     

联系无限大与无限小的一门学科──宇宙线物理学

宇宙线是在天体物理过程中产生的各种不同能量的微观粒子流.它们中间包括地球上已有的各种元素的原子核,其中氢核(质子)约占百分之九十,氦核(α粒子)占百分之九,其他原子核共占百分之一,γ射线、原初电子又占上述各种原子核的百分之一.宇宙线粒子的最高能量已达1020电子伏以上;这就是说,在一个直径不到微微米的粒子上集中了10个焦耳以上的能量.这比世界上现有加速器的能量高出几亿倍.但宇宙线的流强很弱,并且流强近似地随能量平方反比下降.在大气层顶部,每平方米面积上每小时大约飞来一个具有1014电子伏的粒子.由于空间磁场强度约为10-5高斯…     

火星上的水——哪里有水,哪里就可能有生命

 对地球上的生命,液态水是起决定性作用的生态学必要条件。当然,生命需要能量和营养,但水以液态形式而存在是限定性和决定性的要素。一旦水冻结成冰这样的固态而不是液态,绿地就不再生机勃勃。因此,只要我们考虑在其他行星上存在生命的可能性时,我们首先就要寻找在过去或现在存在液态水的证据。火星是我们地球轨道外侧的近邻,火星的直径为6790千米,约为地球直径的一半,质量约为地球的1/10。火星自转一周约为24小时37分,比我们地球自转周期长。火星绕太阳运动的周期约为687个地球日,差不多是地球上的两年。火星上也有四季变化,每个季节比地球上的季节长一倍。     

高能量密度下的金

美国Lawrence Livermore实验室的科学家利用强激光将一小块金靶转换成由电子和正离子组成的等离子体．在金样品分飞之前的瞬间，物理学家记录到一些令人惊讶的结果．最重要的发现是：即使在高能量密度（10^7焦耳／千克）的极端条件下，金仍然保持所有金属所展示的能带结构一所容许的电子能量不是连续的而是处于一定的容许的能带中．     

“宇宙与生命”讲座之三——万物之数 太阳寿命

上讲中我们谈到了太阳质量、半径和密度,后两者主要是被原子参数决定的。但是太阳最重要的另一些物理参数,例如太阳温度、亮度、寿命又是由什么决定的呢？它们对宇宙中的生命起到什么作用呢？这要从生命现象的基础是生化反应说起。典型的化学反应能标应该是什么？原子能标Eatom=α^2me／2=13．6eV,约1．5×10℃,对化学反应太高了。化学物质千千万万,化学反应更是不尽其数,那么典型的化学反应能标是什么呢？以0℃液态水的气化潜热10．8kcal／mol为例,它约合0．47eV。     

一种估算太阳辐射能的方法

 人们采用太阳常数σ 来描述地球大气层上方的太阳辐射强度。它是指平均日地距离时,在地球大气层上界垂直于太阳辐射的单位表面积上所接收的太阳辐射功率,单位是mW/cm²(毫瓦每平方厘米)。太阳常数σ 在中午阳光直射时约为137mW/cm²。根据彭望禄所著《遥感概论》,太阳的电磁辐射经过大气时,约有30%被云层或其他粒子反射回太空,22%被散射,17%被吸收。这样,透过大气到达地面的能量只占入射总能量的31%,即地球表面的太阳常数σ 约为42.47 mW/cm²。     

光合作用过程中的发光现象及意义

光合作用是生命活动观象最基本的过程,它是整个生物界有机物质、能量、氧气这样宏大规模的唯一源泉,有人曾做过计算,地球上通过光合作用过程,每年合成的有机物质一千多亿吨,固定能量约3×10~(21)焦耳,同时释放出氧气一千多亿吨。没有光合作用,包括人类在内的整个生命活动既不能有这样的发展,也不能长久维持。由于光合作用的重要性,早就引起人们对他的注     

巨型望远镜发布了它的第一幅图像

正建设之初,小行星带天文望远镜已经拍摄了一幅无比清晰的系外行星图片。位于火星和木星之间的小行星带正热闹非凡。太阳系的内、外边界处如火如荼的活动,是在建设小行星带天文望远镜(ABAT),这是人类史上最具雄心的科学项目。从地球上看去像是烟火的高强度激光脉冲,正将数十亿颗大小为1—10 m级的小行星打造成一个直径为5个天文单位的巨型天文望远镜的子镜(天文单位AU是距离单位,相当于地球绕太阳的轨道半径)。上个月该     

卡文迪许称量地球

一、称量地球的难题从17世纪末开始,不断有科学家设想称量出地球的质量,但由于人本身就生活在地球之上,如果想象称量普通东西那样称出地球的质量,似乎这是个不可思议的难题。当时人们已经知道地球的体积是1．083×10^21米^3,如果能求出地球的密度,再利用公式“质量=密度×体积”不就可以解决了吗？     

激光器件 气体激光器

TN248．2 2005053323 焦耳量级光抽运XeF蓝绿激光器=Joule level XeF laser operoting in the blue-green region[刊,中]／于力(西北核技 术研究所．陕西．西安(710024)),刘晶儒…∥光学学报．- 2005,25(7)．-930-934 阐述了焦耳量级XeF、(C-A)激光器的总体设计及抽运 源辐射能力的测试方法,分析了XeF、(C-A)激光特性参量 与xeF2初始浓度、输出透过率以及气体成分之间的关系。 抽运源采用紧凑型结构,有效地减小了放电回路面积,使 回路电感降低到330 nH,从而使放电沉积效率达到74％, 抽运源平均沉积功率密度达到12 MW／cm。利用分幅相 机拍摄了XeF2光解离波并对抽运源辐射能力进行了诊 断,抽运源辐射在140～170 nm波段的光子出射通量达到 5×10~(23)s-1·cm-2,辐射亮度温度高于25 kK。激光器有 效激活长度80 cm,采用平凹谐振腔,激光器获得了稳定的 焦耳级能量输出,最大输出能量2．5J,总转换效率0．1％, 激光脉宽约为700 ns。图8参13(杨妹清)     

给天文学家出难题的行星——水星

 水星是离太阳最近的行星——这“近”当然是天文学意义上的“近”:水星在近日点和远日点离太阳的距离分别约为4600 万千米和7000 万千米。水星不仅离太阳近,离地球也不远,最近和最远距离分别约为7700 万千米和2.2 亿千米,以最近距离而论是离地球第三近的行星(仅次于金星和火星)。     

太阳活动与地球物理现象

关于太阳的一般知识太阳是离地球最近的一颗恒星,也是太阳系的中央星体。在广漠无限的宇宙间,还有着千千万万颗如同太阳一样的恒星。而且,有很多恒星比起太阳来,要大的多,也亮的多。太阳既是恒星之一,而恒星又是宇宙中的主要物体,研究太阳构造即可推出一般恒星的本质。研究太阳的意义还在于,太阳上的物质,是处在和地球上非常不同的物理情况下,这和物理学、化学的研究有密切关系。太阳是一个迸发着光和热的洪流的炽热气体球。它的直径是1,390,600公里,等于地球直径的109.1倍。体积约为地球的1,305,000倍。     

恒星照亮行星定律被打破人马座行星正温暖恒星

恒星照亮行星 ,这是天文学的定律。然而 ,科学家却发现人马座一个巨大炙热的气态行星在磁场作用下 ,产生类似太阳耀斑的活动温暖着其恒星 ;同时 ,科学家也第一次观测到太阳系外行星的磁场状况。这颗炙热的行星与木星大小类似 ,是地球质量的 2 70倍。但与地球和木星不同 ,该行星与其恒星的距离很近 ,仅有大约 70 0万千米左右 ,而地球与太阳的距离约为 1 .5亿千米。这样接近恒星的行星 ,在迄今发现的 1 0 0多颗太阳系外行星中约占 2 0 %。这颗人马座行星在其恒星上产生一个大型磁暴 ,从而形成了一个永久性的热点。该热点伴随着行星以 3天的周…