怎样估算太阳对流层的对流速度？

发布时间：2022-04-04 16:05 所属栏目：15 来源：互联网

导读：太阳对流层的对流速度有多大？疾驰的警车发出警报声，路人和警车上的人，听到的频率竟然不一样？这两个看似无关的问题，是如何联系到一起的？4 月 3 日 12 时，《张朝阳的物理课》第四十二期开播，搜狐创始人、董事局主席兼 CEO 张朝阳坐镇搜狐视频直播间，

太阳对流层的对流速度有多大？疾驰的警车发出警报声，路人和警车上的人，听到的频率竟然不一样？这两个看似无关的问题，是如何联系到一起的？4 月 3 日 12 时，《张朝阳的物理课》第四十二期开播，搜狐创始人、董事局主席兼 CEO 张朝阳坐镇搜狐视频直播间，带着网友们继续探索关于太阳的各种现象，不仅复习了黑体辐射压强公式、给出了从光子气体统计模型出发的另一视角，而且讲解了太阳对流层的运动规律，并详细介绍了多普勒效应及其应用，最终利用光谱频移数据成功估算了太阳对流层里物质的对流速度。

  直播开始，张朝阳对上一次课程的内容进行了复习。根据流体静平衡方程和理想气体物态方程，平衡所需的压强 P 和物质理想气体提供的压强分别是：

  其中的 u_tr 上加一横表示分子动能平均值。

  而这里我们要研究的是光子气体，与理想气体模型类似，却又有所不同。光子的速度是光速 c，能量是 mc^2，相应的 u=n<mc^2>，于是光子气体相应的压强为：

  这和前面用严格方法推导得到的结果一致。

  接着，张朝阳回到太阳结构的主题上。他先介绍了辐射层的物理性质。在辐射层，温度随半径增加而缓慢变化，导致温度的梯度不大；但物质的密度会相对减小得很快，这就导致密度梯度很大。因此，在辐射层，离太阳中心比较远的物质不会下沉，离太阳中心近的物质不会上浮，从而辐射层是比较静态的。

  可以看到，铁元素的其中一个吸收位置，在 6300 埃附近 (1 埃 = 10^(-10) m)。如果对流层中的铁元素上下移动，就会导致光谱的位置发生移动，这是多普勒效应的结果。

为了进一步说明，张朝阳在直播中讲解了多普勒效应。他以声波举例，“当声源向着我们走来时，听到的声音频率将会增加；当声源远离我们运动，听到的声音频率会降低。比如说，我们在铁路旁边，当火车迎面驶来时，会感觉火车发出的声音比较尖，当火车驶过之后，就会感觉到火车的音调一下子降低了，这就是多普勒效应。”

（编辑：ASP站长网）