太陽的顏色是白色的,它或多或少均勻地發(fā)射出彩虹的所有顏色的光,在物理學(xué)中,我們稱這種組合光的色彩為“白色”。這就是為什么在陽光的照射下,我們能在自然界中看到那么多不同的顏色。如果陽光是純綠色的,那么外面的一切看起來都是綠色或黑色的。
圖解 : 太陽上出現(xiàn)的C-3級(jí)耀斑(在左上角的白色區(qū)域),一個(gè)太陽海嘯(右上,波狀的結(jié)構(gòu))和多個(gè)絲狀的磁力線從恒星表面離開。
而在實(shí)際的陽光下,我們可以看到玫瑰的紅色和蝴蝶翅膀的藍(lán)色,這是因?yàn)殛柟庵泻屑t色和藍(lán)色的光。其他顏色也一樣,當(dāng)一個(gè)燈泡工程師設(shè)計(jì)出一種模擬太陽的燈泡,并以此來提供自然照明時(shí),他設(shè)計(jì)的是白色的而不是黃色的燈泡。事實(shí)上,你看到彩虹中所有的基本顏色(被薄霧分散的陽光)中沒有缺失顏色,這直接證明了陽光是白色的。
圖解:水星凌日的照片,讓我們能清楚看到太陽和水星的情況。圖源:universetoday
太陽發(fā)出各種顏色的可見光,而事實(shí)上,除了伽馬射線它還發(fā)出各種頻率的電磁波。這包括無線電波、微波、紅外線、可見光、紫外線和x射線。太陽發(fā)出所有的顏色都是因?yàn)樗且粋€(gè)熱體,通過熱輻射過程發(fā)出光。就像一塊燒熱的煤或一根電爐絲會(huì)發(fā)光一樣,太陽也會(huì)因?yàn)樗陨淼臏囟榷l(fā)出各種顏色的光。白熾燈發(fā)出的光能很好地模擬太陽光的原因也在于此:白熾燈泡中包含的金屬細(xì)絲被加熱,直到它們像太陽一樣發(fā)光。
圖解:電磁波和可見光波譜 圖源:xianjichina
檢測太陽光的顏色含量,并將最亮的顏色(峰值頻率)識(shí)別為太陽的實(shí)際顏色這件事可能很有誘惑力,但這種方法的問題是峰值頻率沒有具體的含義。峰值頻率取決于是在頻率空間還是在波長空間,如下圖所示。在波長空間,太陽光在紫外線中達(dá)到峰值;在頻率空間,太陽光在紅外線中達(dá)到峰值。哪個(gè)是對(duì)的呢?它們都是對(duì)的。它們只是兩種不同但完全有效的顏色含量的測量方法。
這就說明了為什么給峰值頻率賦予特殊含義是毫無價(jià)值的。此外,天文學(xué)家喜歡把太陽模擬成一個(gè)完美的黑體,但事實(shí)并非如此。根據(jù)波長空間黑體模型,太陽的峰值是綠色的!而他們所說的“太陽是綠色的”的意思是他們的不精確的模型峰值恰好在綠色的波長處。不幸的是,“太陽是綠色的!”比“太陽是白色的,如果它是一個(gè)完美的黑體,你在波長空間測量的話,它會(huì)在綠色達(dá)到峰值”是更令人興奮的標(biāo)題。雖然沒有那么令人興奮,但最終的真相是:太陽是白色的;它的光譜在波長空間的紫色區(qū)域達(dá)到峰值,在頻率空間的紅外區(qū)域達(dá)到峰值,若根據(jù)波長空間黑體模型估計(jì),則在綠色區(qū)域達(dá)到峰值。
圖解:綠色的閃光可以在日出或日落時(shí)出現(xiàn),要看到綠色的閃光,需要你面前的地平線有一個(gè)暢通無阻的視野。它們之所以發(fā)生,是因?yàn)樘柟庠诖┻^地球大氣層時(shí),隨著地球的彎曲而折射或彎曲。高頻光(藍(lán)光)比低頻光彎曲得多。圖源:universetoday
請(qǐng)注意,下面的圖表顯示了太陽光進(jìn)入地球大氣層之前在太空中測量的情況(來自美國材料與試驗(yàn)學(xué)會(huì)-地面參考光譜的數(shù)據(jù)),這是太陽真正的色彩含量。而我們?cè)诘厍虮砻娓惺艿降年柟庖驯淮髿鈱舆^濾了,因此略有不同。相比其他顏色大氣更傾向于分散藍(lán)色和紫色。因此,地球表面的直射陽光比太空中的陽光略紅。在日出和日落前后,當(dāng)太陽光穿過比平時(shí)多得多的大氣層時(shí),地球表面的太陽光就會(huì)變得更紅,但太陽本身是白色的。
圖解:太陽光譜在空間中作為波長的函數(shù)-太陽光在空間中的光譜是波長的函數(shù)。公共域圖像,圖像來源:克里斯托弗·S·貝爾德,數(shù)據(jù)來源:美國材料與試驗(yàn)學(xué)會(huì)地面參考。
圖解:太陽光譜在空間中作為頻率的函數(shù)-太陽光在空間中的光譜是頻率的函數(shù)。公共域圖像,圖像來源:克里斯托弗·S·貝爾德,數(shù)據(jù)來源:美國材料與試驗(yàn)學(xué)會(huì)地面參考。
參考資料
1.Wikipedia百科全書
2.天文學(xué)名詞
3. 秦正冰- wtamu
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