2017年高考地理必考知識(shí)點(diǎn)：太陽(yáng)光譜

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▲高考地理必考知識(shí)點(diǎn)：太陽(yáng)光譜

太陽(yáng)光譜是指太陽(yáng)輻射經(jīng)色散分光后按波長(zhǎng)大小排列的圖案。太陽(yáng)光譜包括無(wú)線電波、紅外線、可見(jiàn)光、紫外線、X射線、γ射線等幾個(gè)波譜范圍。

太陽(yáng)光的極為寬闊的連續(xù)譜以及數(shù)以萬(wàn)計(jì)的吸收線和發(fā)射線，是一個(gè)極為豐富的太陽(yáng)信息寶藏。太陽(yáng)光譜屬于G2V光譜型，有效溫度為5770K。太陽(yáng)電磁輻射中99．9%的能量集中在紅外區(qū)、可見(jiàn)光區(qū)和紫外區(qū)。

太陽(yáng)輻射主要集中在可見(jiàn)光部分（0.4～0.76μm），波長(zhǎng)大于可見(jiàn)光的紅外線（>0.76μm）和小于可見(jiàn)光的紫外線（<0.4μm）的部分少。在全部輻射能中，波長(zhǎng)在0.15～4μm之間的占99%以上，且主要分布在可見(jiàn)光區(qū)和紅、紫外區(qū)，可見(jiàn)光區(qū)占太陽(yáng)輻射總能量的約50%，紅外區(qū)占約43%，紫外區(qū)的太陽(yáng)輻射能很少，只占總量的約7%。

在地面上觀測(cè)的太陽(yáng)輻射的波段范圍大約為0．295～2．5μm。短于0．295μm和大于2．5μm波長(zhǎng)的太陽(yáng)輻射，因地球大氣中臭氧、水氣和其他大氣分子的強(qiáng)烈吸收，不能到達(dá)地面。

▲高考地理必考知識(shí)點(diǎn)：太陽(yáng)光譜的顏色

太陽(yáng)平日所放出來(lái)的光譜主要來(lái)自太陽(yáng)表面絕對(duì)溫度約六千度的黑體輻射(BlackBodyRadiation)光譜可見(jiàn)光的波長(zhǎng)范圍在770～390納米之間，看不見(jiàn)的波段從770~11590納米。波長(zhǎng)不同的電磁波，引起人眼的顏色感覺(jué)不同。770～622nm，感覺(jué)為紅色；622～597nm，橙色；597～577nm，黃色；577～492nm，綠色；492～455nm，藍(lán)靛色；455～390nm，紫色。

▲高考地理必考知識(shí)點(diǎn)：太陽(yáng)光譜的功率分布

太陽(yáng)是能量最強(qiáng)、天然穩(wěn)定的自然輻射源，其中心溫度為1.5*10^7K，壓強(qiáng)約為10^16Pa。內(nèi)部發(fā)生由氫轉(zhuǎn)換成氦的聚核反應(yīng)。

太陽(yáng)聚核反應(yīng)釋放出巨大能量，其總輻射功率為3.8*10^26W，其中被地球接收的部分約為1.7*10^17W。太陽(yáng)的輻射能量用太陽(yáng)常數(shù)表示，太陽(yáng)常數(shù)是在平均日地距離上、在地球大氣層外測(cè)得的太陽(yáng)輻射照度值。從1900年有測(cè)試數(shù)據(jù)以來(lái)，其測(cè)量值幾乎一直為1350W/㎡。對(duì)大氣的吸收和散射進(jìn)行修正后的地球表面值約為這個(gè)值的2/3。

通常假定太陽(yáng)的輻射溫度為5900K，則其輻射溫度隨波長(zhǎng)的增加而降低。根據(jù)黑體輻射理論，當(dāng)物體溫度升高時(shí)，發(fā)出的輻射能量增加，峰值波長(zhǎng)向短波方向移動(dòng)。

太陽(yáng)輻射的波長(zhǎng)范圍覆蓋了從X射線到無(wú)線電波的整個(gè)電磁波普。在大氣層外，太陽(yáng)和5900K黑體的光譜分布曲線相近。受大氣中各種氣體成分吸收的影響，太陽(yáng)光在穿過(guò)大氣層到達(dá)地球表面時(shí)某些光譜區(qū)域的輻射能量受到較大的衰減而在光譜分布曲線上產(chǎn)生一些凹陷。

▲高考地理必考知識(shí)點(diǎn)：太陽(yáng)光譜的應(yīng)用

利用太陽(yáng)光譜，可以探測(cè)太陽(yáng)大氣的化學(xué)成分、溫度、壓力、運(yùn)動(dòng)、結(jié)構(gòu)模型以及形形色色活動(dòng)現(xiàn)象的產(chǎn)生機(jī)制與演變規(guī)律，可以認(rèn)證輻射譜線和確認(rèn)各種元素的豐度。利用太陽(yáng)光譜在磁場(chǎng)中的塞曼效應(yīng)，可以研究太陽(yáng)的磁場(chǎng)。

太陽(yáng)光譜的總體變化很小，但有的譜線具有較大的變化。在太陽(yáng)發(fā)生爆發(fā)時(shí)，太陽(yáng)極紫外和軟X射線都會(huì)出現(xiàn)很大的變化。利用這些波段的光譜變化特征可以研究太陽(yáng)的多種活動(dòng)現(xiàn)象。因此，提高對(duì)太陽(yáng)光譜的空間分辨率和拓展觀測(cè)波段，可以大大增強(qiáng)對(duì)太陽(yáng)和太陽(yáng)活動(dòng)的認(rèn)識(shí)?，F(xiàn)在已探測(cè)到了完整的，稱之為第二太陽(yáng)光譜的偏振輻射譜。利用第二太陽(yáng)光譜，又可以進(jìn)一步開展多項(xiàng)太陽(yáng)物理研究，也可能成為探測(cè)太陽(yáng)微弱磁場(chǎng)和湍流磁場(chǎng)的有效方法。

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