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日 食—太阳
来源:文摘 作者:国学 发布时间:2007-05-09

日 食—

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  日食,特别是日全食,是天空中颇为壮观的景象。如果在晴朗的天气发生日全食,人们可以看到:好端端一个圆圆的太阳,它的西边缘开始缺掉一块(实际上是被月影遮住),所缺的面积逐渐扩大,当太阳只剩下一个月牙形时,天色逐渐昏暗下来,如同夜幕降临。当太阳全被遮住时,夜幕完全笼罩大地。突然,在原来太阳位置四周喷射出皎洁悦目的淡蓝色的日冕和红色的日珥。此后,太阳西边缘又露出光芒,大地重见光明,太阳圆面上被遮的部分逐渐减少,太阳渐渐恢复了本来面貌。

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日环食全过程1973年12月24日哥斯答黎加见到的日环食

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日环食全过程
1973年12月24日
哥斯答黎加见到的日环食
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197037日日全食
太阳光球被遮住后,明亮的日冕展现出来

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日全食1991年7月11日钻石环现象 中国*地理网

日偏食
1991年7月11日
日全食食甚前看到的日偏食

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钻石环现象

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日环食1984年5月30日倍利珠现象 中国*地理网

接近全食的日环食

1984530日日环食时见到的倍利珠现象

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  仔细观察,在全食即将开始或结束时,太阳圆面被月球圆面遮住,只剩下一圈弯弯的细线时,往往会出现一串发光的亮点,像是一串晶莹剔透的珍珠。这是由于月球表面高低不平的山峰像锯齿一样把太阳发出的光线切断造成的。英国天文学家倍利(Berrie)于1838年和1842年首先描述并研究了这种现象,所以称为倍利珠

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 太 阳 基 本 数 据

日地平均距离
149,598,000千米
半径 696,000千米
质量 1.989×1033克
平均密度 1.409克/立方厘米
有效温度 5,770K
自转会合周期 26.9日(赤道);31.1日(极区)
光谱型 G2V
目视星等 -26.74等
目视绝对星等 4.83等
表面重力加速度 27,400厘米/平方秒
表面逃逸速度 617.7千米/秒
中心温度 约15,000,000K
中心密度 约160克/立方厘米
年龄 50亿年
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太 阳 的 结 构

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太阳系鸟瞰  太阳是太阳系的中心天体,是太阳系里唯一的一颗恒星,也是离地球最近的一颗恒星。太阳是一颗中等质量的充满活力的壮年星,它处于银河系内,位于距银心约10千秒差距的悬臂内,银道面以北约8秒差距处。太阳的直径为139.2万千米,是地球的109倍。太阳的体积为141亿亿立方千米,是地球的130万倍。太阳的质量近2000亿亿亿吨,是地球的33万倍,它集中了太阳系99.865%的质量,是个绝对至高无上的“国王”。太阳内部结构太阳是个炽热的气体星球,没有固体的星体或核心。太阳从中心到边缘可分为核反应区、辐射区、对流区和大气层。太阳能量的99%是由中心的核反应区的热核反应产生的。太阳中心的密度和温度极高,它发生着由氢聚变为氦的热核反应,而该反应足以维持100亿年,因此太阳目前正处于中年期。太阳大气的主要成分是氢(质量约占71%)与氦(质量约占27%)。

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太阳表面结构  太阳和地球一样,也有大气层。太阳大气层从内到外可分为光球、色球和日冕三层。光球层厚约5000千米,我们所见到太阳的可见光,几乎全是由光球发出的。光球表面有颗粒状结构----“米粒组织”。光球上亮的区域叫光斑,暗的黑斑叫太阳黑子,太阳黑子的活动具有平均11.2年的周期。从光球表面到2000千米高度为色球层,它得在日全食时或用色球望远镜才能观测到,在色球层有谱斑、暗条和日珥,还时常发生剧烈的耀斑活动。色球层之外为日冕层,它温度极高,延伸到数倍太阳半径处,用空间望远镜可观察到X射线耀斑。日冕上有冕洞,而冕洞是太阳风的风源。日冕也得在日全食时或用日冕仪才可观测到。当太阳上有强烈爆发时,太阳风携带着的强大等离子流可能到达地球极区。这时,在地球两极则可看见瑰丽无比的极光。 chinageog/com

日珥 极光

太 阳 光 球 及 其 活 动 chinageog.com

太阳的可见表面  光球就是我们实际看到的太阳圆面,它有一个比较清楚的圆周界线。光球的表面是气态的,其平均密度只有水的几亿分之一。光球厚达500千米,极不透明。太阳米粒组织光球上密密麻麻地分布着极不稳定的斑斑点点,被称为“米粒组织”。米粒组织可能是光球下面气体对流产生的现象。另外,还有超米粒组织,其直径与寿命要大的多。在光球还分布着太阳黑子和光斑,偶尔还会出现白光耀斑。这些活动现象有着相差悬殊的亮度、物理状态和结构。 chinageog/com

太阳黑子

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89年3月5-18日的太阳表面一群黑子,面积约70个地球.10日黑子群爆发大耀斑,放出带电粒子和辐射,使地面多处无线电通讯中断

  所谓太阳黑子是光球层上的黑暗区域,它的温度大约为4500K, 而光球其余部分的温度约为6000K。 在明亮的光球反衬下,就显得很黑。

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活动太阳的磁场
活动太阳的磁场

太阳黑子本影与半影发展完全的黑子是由较暗的核(本影)和围绕它的较亮部分(半影)构成的,形状像一个浅碟。太阳黑子是太阳活动的最明显标志之一。太阳黑子的突出特点是具有强大的磁场,范围从小太阳黑子的500高斯到大太阳黑子的4000高斯不等。黑子最多的年份称太阳活动极大年,最少的年份称太阳活动极小年。太阳黑子的平均活动周期是11.2年。光球上还有一些比周围更明亮的区域,叫光斑。它与黑子常常相伴而生。

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太 阳 色 球 及 其 活 动 chinageog

  光球的上界同色球相接,在日全食时能看到。色球层厚约8000千米。太阳具有反常增温现象,从光球顶部到色球顶部再到日冕区,温度不断陡升。色球层有出现在日轮边缘的针状物,它们不断产生与消失,寿命一般只有10分钟。1973年12月一个巨大的日珥跨越日面588,000千米色球上经常出现一些暗的“飘带”,我们称它为暗条 。当它转到日面边缘时,有时象一只耳朵,有时好象腾起的火焰,人们俗称它为日珥。日珥的形态千变万化,可分为宁静日珥、活动日珥和爆发日珥。 www.chinageog.com

太阳的巨大喷发 太阳的物质抛射 中_国_地_理_网
形成环形突出
软X射线波段的太阳

太阳色球层有些局部亮区域,我们称它为谱斑。它处于太阳黑子的正上方。有时谱斑亮度会突然增强,这就是我们通常说的耀斑。耀斑释放的能量极其巨大。其巨大的能量来自磁场。

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太阳Hα像耀斑
太阳的耀斑 磁回旋(紫外)

日 冕 与 太 阳 风

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  太阳最外层的大气称为日冕。日冕延伸的范围达到太阳直径的几倍到几十倍。

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Skylab之日冕仪日冕伪彩色图外冕
紫外日冕 紫外波段的日冕 外层日冕的

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伪彩色照片

在太阳活动极大年,日冕接近圆形;在太阳宁静年则呈椭圆形。

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日全食时所见日冕_1970年3月7日
“1970年3月7日日全食日冕”
太阳活动极大年的日冕
太阳宁静年的日冕

日冕中有大片不规则的暗黑区域,叫冕洞。冕洞是日冕中气体密度较低的区域。冕洞分为三种:极区冕洞,孤立冕洞,延伸冕洞。日冕物质喷发太阳能以太阳风----物质粒子流的形式失去物质。冕洞是高速太阳风的重要源泉。 日冕物质抛射是发生在日冕的非常宏观庞大的物质和磁场结构,它是大尺度致密等离子体的突然爆发现象。对地球影响最大的莫过于它。当太阳上有强烈爆发和日冕物质抛射时,太阳风携带着的强大等离子流可能到达地球极区。这时,地球两极就出现极光。极光的形态千变万化。太阳系内某些具有磁场的行星上也有极光。发生在日冕的耀斑叫X射线耀斑,它的波长只有1~8埃或更短。它直接引起地球电离层骚扰,从而影响地球短波通讯。 chinageog.com

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美丽的极光 中_国_地_理_网

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瑰丽的自然景观

太 阳 的 能 量 来 源  太阳的能源问题一向很吸引人。最早有人提出太阳能量是由其自身物质向中心收缩产生的。然而,这样的能源只可维持大约3000万年,而地球上最古老的岩石年龄已有38亿年了。此后的一些假说,同样难以自圆其说。后来人们才知道,太阳能源来自它直径不到50万千米的核心部分,其核心温度极高,压力极大,发生了热核反应:每4个氢原子核结合成一个氦原子核,同时释放出巨大的能量。这一过程足足可以进行100亿年。 chinageog/com

 

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太 阳 活 动 预 报 中国*地理网

  日地空间环境状态的变化对现代生活、生产所依赖的现代尖端技术显得越来越重要。前面已提到,X射线耀斑直接引起地球电离层骚扰,从而影响地球短波通讯。太阳质子事件会危及宇航员和宇宙飞行器上的传感器及控制设备,对在高纬地区飞行的旅客和乘务人员也构成辐射威胁。另外有人统计,剧烈的太阳活动与地震、火山爆发、旱涝灾害、心脏和神经系统疾病的发生及交通事故都有关系。 所以,太阳活动和日地物理预报是非常重要的。太阳活动预报分为长期、中期、短期预报和警报。 www.chinageog.com

可见光太阳活动分析-磁力线从活动区穿出

  日地空间环境作为系统的科学研究对象是在1957年人类进入太空开始的。50至70年代是探索阶段,人们逐步认识到太空环境的重要性。在大量探测的基础上建立了描述环境的静态模式,对一些重大的航天活动做了安全性的预报。80年代以后,在需求的推动下,日地空间环境的研究得到迅速的发展。自1979年开始每隔四年一次的国际日地预报会议均如期举行,规模逐次扩大。为了联合和协调各主要国家的工作,成立了联合的预报中心。总部设在美国,有10个区域警报中心分布于全球。我们北京区域警报中心是其中之一。进入90年代以后科学家们形象地称之为“空间天气。 中国地理网

  虽然取得了一些成绩,但预报水平仍亟待提高。

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太 阳 系 的 由 来

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  太阳系起源包含两个基本问题:太阳系中形成行星的物质从何而来和行星是怎样形成的。围绕这两个问题,产生了各种各样的学说。 chinageog

  1755年,德国哲学家康德(Immanuel Kant)首先提出了太阳系起源的星云假说。他认为,太阳系是由原始星云按照万有引力定律演化而成。在这个原始星云中,大小不等的固体微粒在万有引力的作用下相互接近,大微粒吸引小微粒形成较大的团块,团块又陆续把周围的微粒吸引过来,这样,团块越来越大,而“天体在吸引最强的地方开始形成”。引力最强的中心部分吸引的物质最多,先形成太阳。外面的微粒在太阳吸引下向其下落时,与其它微粒碰撞而改变方向,变成绕太阳作圆周运动;运动中的微粒又逐渐形成引力中心,最后凝聚成朝同一方向转动的行星。41年后,法国著名的数学家和天文学家拉普拉斯(Pierre Simon Laplace)也独立提出了关于太阳系起源的星云假说。与康德的星云说不同之处在于,他认为太阳系是由炽热气体组成的星云形成的。气体由于冷却而收缩,因此自转加快,离心力也随之增大,于是星云变得十分扁平。在星云外缘,离心力超过引力的时候便分离出一个圆环,这样反复分离成许多环。圆环由于物质分布不均匀而进一步收缩,形成行星,中心部分形成太阳。继星云说之后,又相继出现了“灾变说”、“俘获说”等理论。

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  随着现代天体物理学和物理学的发展,特别是恒星演化理论的建立,产生了现代星云说,并逐渐占了主导地位。现代星云假说根据观测资料和理论计算,提出它的主要观点:太阳系原始星云是巨大的星际云瓦解的一个小云,一开始就在自转,并在自身引力作用下收缩,中心部分形成太阳,外部演化成星云盘,星云盘以后形成行星。目前,现代星云说又存在不同学派,这些学派之间还存在着许多差别,有待进一步研究和证实。

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