文档介绍：第二章太阳与恒星的结构
§ 太阳的物理性质
§ 太阳与恒星的能源
§ 太阳内部
§ 标准太阳模型
§ 太阳大气
§ 太阳的活动
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§
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基本数据
质量 ×1030 kg = 332,000 M⊕
半径 ×105 km = 109 R⊕
角直径 ′
密度 150 – – 10-7 gcm-3
转动周期 [e] – [p] days
温度 ×107 – 5800 – 107 K
光度 ×1033 ergs-1
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太阳的化学组成
整体结构
核心区
辐射区
对流区
光球
色球
过渡区
日冕
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§ 太阳与恒星的能源
1. 太阳的能源
L⊙≈×1033 ergs-1, τ⊙≈5×109 yr
可能的能源:
(1) 化学反应:2H + O → H2O + E
τ≤30 yr
(2) 引力收缩(Kelvin and Helmholtz) :
辐射→压力↘→收缩→温度↗→辐射
τ~ (GM⊙2/R⊙L⊙) ~107 yr
Lord Kelvin (1824-1907)
热核聚变反应
核子1 + 核子2 核子3 + 能量
质量亏损
核子1 + 核子2质量> 核子3质量
热核聚变反应要求粒子处于高温高密状态
Sir Arthur S. Eddington (1882 - 1944)
热核反应原理
Einstein质量-能量关系:E=mc2
原子核结合能:Q=[( Zmp+Nmn )-m (Z, N)] c2 /A
Z—核电荷数(原子序数),N —中子数
A=Z+N 原子量
Fe元素具有最大的结合能
结合能较小的原子核聚变成结合能较大的原子核会释放能量。
2. H燃烧
4 1H → 4He + E
E=(4mH-mHe) c2≈(4××10-24-×10-24) × c2
≈4×10-5 erg
燃烧效率η≈%
(1) 质子-质子链(pp chain) 8×106 K < T < 2×107 K, M < ⊙ ppI: ① 1H + 1H → 2H + e+ +νe ② 2H + 1H → 3He +γ ③ 3He + 3He → 4He + 2 1H