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為什麽太陽核心光子,飛到地球需要10萬年,而不是8分20秒?

2024-06-29科學

導語

從太陽的核心產生到放射線到太陽的表面,種種原因使得這一過程非常的繁復,其中有著電漿在太陽內部導熱的繁雜轉化,亦或是光子在電漿中漫遊需要10萬年。

為什麽太陽核心的光子,飛到地球需要10萬年,而不是8分20秒?

今天我們就來探討一下這件事。

太陽電漿的運動。

閃爍的光芒在這太陽系間照耀著地球,使地球能夠有光,有溫度,才有了萬物的生長。

光也在以每秒3*10^8公尺的速度向著各個方向傳播,因此,當有任何東西與光子發生碰撞時,都會引起它產生的反應。

而光粒子在太陽的內部是在處於電漿的狀態下產生的,這一電漿是由物質打破分子結構的狀態。

因此,太陽的內部是非常的復雜的,然而光粒子在這一環境中還是能夠從太陽的中心穿梭到太陽的表面,然後又以每秒3*10^8公尺的速度向著周圍散射開來。

為什麽光粒子從太陽的中心飛到太陽邊緣要10萬年?

光子是太陽的核心內產生的,與此同時,光子與其他微粒子之間發生的碰撞使得光子能夠以每秒1億米的速度在太陽的核心中快速傳播開來。

但是光子一旦飛到了太陽的邊緣,就需要10萬年的時間,這是為什麽呢?

太陽核心的光子。

光粒子在太陽的中心被產生的速度是非常的快的,為了不被凝聚成的電漿吸收,光子會被撞開,一直到處於光球的最上層,光子才會減慢飛行的速度,開始漫步。

電漿的密度在最上層的地方為5.210^(-4)米,而其密度在太陽的內核中為1.610^5,因此電漿之間間隔的距離非常的小。

因此光子在太陽的上層中就變得非常的遲鈍,而光子在電漿中的運動是遵照量子力學運動規律的,光子也會從一縷光變成波。

這也就是說,太陽中的光子光速非常迅猛,在太陽的中心中,一秒鐘就能照耀到無數的光子。

而到了太陽的上層,光子的速度就變得越來越慢了,不過還是能夠在每一秒的時間照耀到無數的光子。

在最上層,光子的光速比在太陽的中心要慢,然而,光子的密度是高於在太陽中心中的,因此,在經過了300萬公裏的連續碰撞後,光子的速度便會慢了下來。

在太陽的上層,光子需要遊走十分的復雜,這時的光子相當於要從距離地球1500公裏的地方飛到地球上,需要8分20秒的時間。

而在太陽上空10萬公裏處,光子需要在太陽的上層中飛行10萬年,由於太陽是一個半徑約為7萬公裏的球體,因此,光子能夠飛出太陽,就需要在太陽中飛行至少8.7*10^8年的時間。

光的產生與光的傳播。

從太陽內核開始飛出的光子,照耀在太陽的表面,這是因為太陽上方的電漿密度要大於光速,而光飛行的距離需要比較小,因此,電漿會離開太陽獨立存在,能夠發生化學反應。

當光子與原子或分子發生碰撞時,原子和分子就會發生一個由低能到高能的躍遷,光子也因為發生了能階的躍遷,能量會發生變化,從而使得原來的光子閃爍出光澤。

這決定了光的顏色,太陽所有的顏色都是這樣產生的,這個過程也講述了光的產生,而光的傳播則是透過光的顏色隨著電漿的密度進行傳播的。

太陽內核洶湧澎湃的高能光就是淡藍色的,而在太陽外層的電漿會阻礙住藍光,使其無法到達地球,這樣,我們看到的太陽是黃色的。

但是,除了黃色的光,太陽的上層還會產生一部份紅光,這部份光需要從10萬公裏以外的等離子層中飛出來,然後才能直達地球,然而,太陽產生的紅光極少,因此我們在看到太陽的時候,也看不見紅光。

而太陽的其他光也是如此,這就是光是如何產生的,也是為什麽我們看到的光是透過光的顏色產生的。

為什麽太陽輻照到地球需要10萬年?

太陽是一顆恒星,恒星是一種能夠自發光的天體,能夠發出光的原因是因為恒星內部有足夠的能量,能夠湧出大量的光,光傳播能夠到達地球或其他行星上,從而實作照耀行星,使行星上產生亮度和熱度的效果。

這種能夠形成光的過程是非常繁復的,恒星就是透過電漿來產生光的,然而電漿是瓦斯被加熱分解之後所得到的,因此電漿會隨著溫度的不同,所透射出的光也是不同的。

電漿是由原子和分子結構被撞開形成的,因此這種非常微小的結構產生的光是非常繁雜的,產生的光能夠在各個波段上,這也就是恒星可以形成光是因為電漿光在各個波段的光綜合起來的結果。

光就是一種放射線的能量,如果這個過程需要花費一定的時間,那麽光也會被傳播出去的,而光的傳播速度則是由電漿密度來決定的。

當電漿內的密度足夠高的時候,光就會產生阻礙,導致光傳播速度變慢,而光密度是由電漿的壓力得來的,因此電漿的速度和太陽的溫度一樣,是有規律的。

電漿在太陽的內核中,其溫度最高,因此,電漿的速度也是最高的,電漿在太陽的外表面上層,密度和溫度都是最低的,因此速度也最慢,這是由於電漿的密度與速度成正比的。

光子在電漿中漫遊。

電漿的速度是可以透過電漿的溫度與密度之乘積得到的,在太陽的內核中電漿的速度是最快的,為610公裏/秒,這也就是在電漿中,光子在太陽的內核中每秒5.3厘米的速度飛過電漿環境。

光子在太陽的核心環境中會進行瞬間的轉化,從電子被吸收到電子再被排開,這一過程是瞬間完成的,從而光子能夠瞬間飛到太陽的中心,然而一旦光子飛出太陽的中心環境,就需要遵循電漿的密度和速度。

電漿的壓力從太陽的內核向外層逐漸變小,因此電漿的速度也變小,光子在太陽的上層環境中不僅會與電漿發生碰撞,還會與其他的原子或分子發生碰撞,從而光子飛行的過程大大緩慢。

在太陽的上層環境中,電漿密度的變化會使光子的速度進行瞬間,變化最終遵從電漿的密度與速度成正比的規律,在太陽的上層環境中,光子就需要在電漿環境中漫遊許久,最終才能飛到太陽的表面。

電漿在太陽的上層環境中的平均速度是每秒4.410^5公尺,光子在這一環境中飛行需要55天,最終光子能夠飛出太陽,但是速度只有每秒1.310^7公尺。

結論。

正是電漿的密度變化,才使光子的速度發生變化,如果光子在電漿環境中飛行速度是勻速的,那麽,電漿就會在光子飛行的過程中,全部被拋到空間中,從而無法照耀太陽。

盡管光子在太陽內部中能夠快速的穿梭,但是在太陽的上層中就需要經過長時間的漫遊,最終才能飛出太陽表面,這也決定了為什麽從太陽內核到太陽的表面上空,光子需要漫遊10萬年。

盡管光子在太陽上層環境中漫遊了10萬年,但是到了地球上之後,只需要8分20秒,人們就能看到太陽的光芒。

陽光照耀著地球上的萬物,這也使世間有了生命,有了萬物生長,白晝的陽光,夜晚的月光,都在為世界的生靈構成一道靚麗的風景線。