太阳中心的核聚变是如何产生光这种能量的?如何加以解释?

人力资源管理师2022-08-04 20:58:30admin2

太阳中心的核聚变是恒星的磁场变化质子核反应,产生化学元素。爆发亮光。有时七色光

橙色白色赤红通红等。有时可清晰看见一个通红通红的大火球,滚来滚去。霞光赤天

答:太阳内部的核聚变反应是非常复杂的,涉及几十个核聚变方程,不过我们可以简单地梳理几个,来了解光子产生的过程。

我们知道,氢元素有三种同位素:氕、氘、氚:

恒星的第一步核聚变,是两个氕核聚变为氘核,并释放一个中微子和正电子,正电子遇到周围的电子,会湮灭为两个光子,反应方程式如下:

1H+1H→2D+e(+)+v,ΔE=1.442MeV;

e(+) + e=2 γ;

于是,恒星内部的第一步反应,就得到了2个高能光子。

同样,在氕核与氘核聚变的反应中,以及在氦核与其他元素参与的反应中,或多或少都会释放光子。

但是,核聚变只在恒星中心的一小块区域内进行,这些光子是很难到达恒星表面的,因为他们一经产生,又会立刻被周围的原子吸收,平均自由程不到1厘米。

而吸收光子的原子处于激发态,由于恒星内部活动剧烈,所以处于激发态的原子,又会立刻随机从一个方向释放光子。

于是,恒星内部的光子就是这样,走一步被吸收,然后又被释放,随机游走模型可以估算,一个光子在恒星中心产生,大约需要1000万年才能游走到恒星表面。

另外,恒星中心的核聚变释放大量能量,这些能量的很大一部分会转变为内能;另外一部分转变为高能粒子的动能,并向四周抛出形成太阳风。

其中的内能会持续加热太阳表面物质,使太阳表面处于高温状态,根据黑体辐射规律,高温物体会释放各个波段的波长,太阳表面的温度为5800K,根据维恩位移定律,可以计算出辐射量最大的波长:

λ=b/T=2.898*10^(-3)/5800≈5*10^-7米=500nm;

这正是太阳光光谱中,能量密度最高的波长,处于可见光范围内。

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