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  • 1 # 艾伯史密斯

    答:測量溫度,利用熱輻射公式;測量半徑,利用幾何學原理。

    太陽溫度的測量

    我們只需分析太Sunny譜中的能量分佈,就可以得到太陽表面的溫度,用到的原理就是大名鼎鼎的——普朗克黑體輻射公式。

    熱力學指出:一個黑體向外輻射的光線,其波長分佈只和溫度有關,和組成物體的材料性質無關;黑體輻射分佈的影象如下:

    不同的溫度下,對應的分佈曲線有所不同,但是都滿足兩個基本定律:

    (1)維恩位移定律:黑體的溫度T,與輻射最大值對應的波長λ,其乘積為定值,即T*λ=b=2.898*10^(-3)m·k;

    (2)斯特藩-玻爾茲曼定律:黑體的單位表面積,在單位時間內,輻射的總能量,與黑體本身的熱力學溫度T的四次方成正比;

    直到1900年,大物理學家普朗克,對以上規律進行研究後,才得到了黑體輻射的準確公式,即普朗克輻射公式。

    根據這一公式,我們無需接觸太陽表面,也能得知太陽表面的溫度,因為太陽就可以看成黑體,並滿足黑體輻射定律。

    科學家對太Sunny譜進行分析,得到了下面的太陽輻射能量分佈圖:

    其中在波長λ=500nm時,輻射能量最大,只需利用維恩位移定律,就可以得到太陽表面的溫度:

    T=b/λ=2.898*10^(-3)/5*10^(-7)=5800K;

    即:太陽表面溫度大約是5800K,換成攝氏度約5500℃。

    但是太陽中心的溫度,就不能使用這個辦法了,需要利用恆星形成與演化相關的理論,來進行理論計算,大約是2000萬度。

    太陽半徑的測量

    太陽半徑的測量就更簡單了,根據萬有引力定律,先得到日地距離為1.5億公里!然後在地球上測量太陽的視角,大約0.5º:

    於是,太陽直徑D≈1.5*10^8*(π*0.5/180)=130萬公里。

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