民眾大舞台——風俗世情

3.巨大的發光體――太陽

　　按照天文學家的說法， 太陽係的中心是一顆巨大的恒星――太陽。它離我們的地球有149， 000， 000 千米。這就是說， 太陽發出的光要走8 分多鍾才能到達地球。

　　太陽最明顯的特征就是發非常明亮的光， 當它直射時，我們會感覺非常熱。那麽它有多亮呢？ 通常， 我們用“燭光”表示發光體的亮度。如果是100 燭光， 那就是說， 它相當於把100 支標準的蠟燭放在一起點燃得到的亮度。考慮到太陽離我們的距離， 太陽的亮度竟高達3 ×1027 燭光。由於地球有厚達100 多千米的大氣層， 使太陽光線減弱了約20 % 。這樣， 看上去的亮度就隻有2. 5 ×1027 燭光。如此高的亮度說明太陽輻射的能量是非常高的。太陽輻射的能量值一般稱做太陽常數。在地球的大氣層之上測量僅為1. 95 卡/ 厘米・分鍾。它的意思是， 太陽光直射在1 平方厘米的麵積上， 每分鍾可達1. 95 卡。換算成國際單位製，它是1. 36 ×106 爾格/ 厘米秒或1. 36 千瓦/ 米。

　　看上去， 太陽常數是一個不大的數字。如果考慮到日地之間如此遙遠的距離， 那可就不得了。實際上， 我們接收到的能量僅為太陽發出的能量的22 億分之一。打一個比方說，

　　如果地球周圍凍上一層厚度為100 千米的冰殼， 若能將太陽的能量全部集中於地球上， 不消一小時， 千裏冰層就會熔解而升騰為水汽了。

　　通常， 蠟燭的火焰可以分為三個部分： 焰心、內焰和外焰。太陽作為一個碩大的光體也可分為三個部分： 光球、色球和日冕。

　　光球的下麵是太陽的內部， 我們是看不見的。光球隻有400 多千米厚， 它的底層溫度達6， 000K， 頂層溫度則隻有4， 000K 。這已是夠熱的了。

　　觀看色球的最好機會是日全食時。當月亮恰好遮住光球時， 可以看見色球的表麵並不平整， 有許多細小的“火舌”， 好像一片“燃燒的草原”。最早拍下色球光譜是1870 年的一次日全食時， 它比光球的光譜要複雜得多。色球的溫度也要高得多， 低層可達10， 000K， 高層則可達幾萬攝氏度。日冕的溫度則可達100 ～200 萬攝氏度。這種反常溫度是挺有趣的。

　　對於日冕的觀測隻是20 世紀30 年代以後的事。日冕可分為內冕和外冕， 它的物質非常稀薄， 這也是對它觀測的困難之所在。

　　在光球層中， 有一種很重要的現象， 這就是太陽黑子的爆發。關於它， 中國有最早和最完整的記述。黑子並不影響太陽的光芒， 所以稱為“黑子”是因為它的溫度比背景要低2 ， 000 度左右。它雖然不容易被肉眼發現， 但它的個頭並不小， 小黑子直徑有幾百千米， 大的則超過10 萬千米。黑子的活動是有周期的， 約為11 年。

　　色球層中活動最劇烈的是“耀斑”， 也稱做“色球爆發”。它釋放的能量是非常大的， 十幾分鍾內可以釋放幾億億億焦耳的能量， 相當於100 億顆百萬噸當量的氫彈爆炸。

　　如果發生在地球上， 則差不多每人要承受2 顆氫彈的打擊。

　　這差不多是一次“世界末日”的懲罰了。

　　太陽發出光和熱， 對地球來說是至關重要的。例如， 太陽常數很小的變化， 對地球的氣溫就會有顯著的影響， 地球的冰川期就是明顯的例證。

　　“太陽當頭照，”聽上去好像太陽頗有些孤芳自賞的意味。而且它毫不吝惜地釋放著光和熱， 而且釋放的速度是如此之快。也許有人會擔心， 它是否會很快熄滅呢？ 太陽體積是地球的130 萬倍， 質量為地球的33 萬倍。它每年損失的質量隻占它的質量的50 萬億分之一。到現在為止， 60 億歲的太陽消耗它的質量的四萬分之一。因此， 太陽的消亡隻是遙遠未來的事情， 而真的到了“遙遠的未來”之時， 人類的進化也許可以不依賴太陽的光線了。

　　太陽是一個明亮的發光體， 但從光學上講， 還有不少的問題有待深入探討。

　　§§第二章 反射和折射