光斑的成像原理是光斑就是太阳光球层上的斑状组织,如果用天文望远镜对光斑进行观测,可以发现太阳从表面会出现明亮或深暗的光 。颜色比较暗的被称作“太阳黑子”,而比较亮的斑点就被叫做“光斑” 。
光斑的磁场一般是纵向的,除此之外光斑也指灯光或者月光,或是一切光源投射到水面或地面,在水面或地面形成小光点 。
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为什么太阳光会忽明忽暗?
这是因为地球表面有一层大气的缘故,当太阳刚刚生起时,如果在我们的角度看太阳是要穿过较厚的大气 。这时的太阳是斜射的,所以,当我们早上看到的太阳有点暗;而到了中午,太阳的角度变小了,成为了直射,因此太阳看上去较亮 。
这个问题与太阳的大小,和温度都没有没有关系 。平时,我们斜看窗户看不清外面其实也是这个道理 。黑子出现的条件?
太阳黑子呈现暗色是因为它们的温度比太阳可见表面或光球周围的区域要低 。光球层的温度约为10000华氏度,(5537.8)摄氏度 。太阳黑子内部较暗的部分为本影,那里的温度约比太阳表面的其他位置低1600度 。本影周围被稍亮一些且面积更大的半影包围,半影内的温度约比太阳表面低500度 。太阳黑子表现为低温,由于它们是强磁场区域—磁场强到会阻止温度流失 。
太阳黑子的出现是由于太阳并不像地球及其他太阳系内更靠内的行星一样由岩石组成,太阳是一个由气体组成的,由于热量而在内部不断对流的完整球体 。太阳的外层和内层以不同的速度自转;在太阳外层,赤道部分自转的速度高于南北极 。(赤道部分需要25个地球日自转一周,而南北极需要36个地球日自转一周 。)随着时间的累积,这样表面不均衡且混乱的旋转速度将造成太阳磁场的变化和扭曲,正如你在床上辗转反侧后造成床单的褶皱和堆积 。在床单堆积的部分—即磁感线变得密集的区域,那里的磁场强度强大到将热量抑制在其下面并阻止热量上升到太阳表面,由此形成了太阳表面的低温区域,即太阳黑子 。由于太阳黑子内的温度较周围低,造成它们看起来较暗 。同时,被太阳黑子阻挡的热量会流入它们周围的区域,造成这些区域的温度进一步升高而比通常显得更热更亮,造成太阳黑子周围更高的对比度而使它们看起来更加明显 。
【为什么太阳黑子越多太阳越亮,为什么太阳光会忽明忽暗?】
从地球上看,太阳黑子会随着太阳表面的活动而移动(我们之前讨论过,太阳表面并不是整体同步地移动) 。太阳自转的时间大大长于地球自转,但由于太阳的体积约比地球大100倍,太阳黑子移动的速度看起来会是地球自转速度的4倍 。
太阳黑子的平均大小约和地球一样大,但也会出现非常,非常大的太阳黑子 。科学家通常以太阳黑子占太阳可视面(即太阳表面积的一半)的比例来衡量它们的大小 。上世纪记录到的最大的太阳黑子出现于1947年 。覆盖了61.32亿分之一的太阳可视面积—大约是地球表面积的18倍 。[来源:欧洲航天局]
下一部分中,我们将分析太阳黑子的周期和它们发生的原因
太阳黑子周期
在伦敦格林威治的英国皇家天文台保存有自1874年以来太阳黑子出现的大小和位置的详细记录 。数据显示,太阳黑子并不随机地出现在太阳表面,它们的分布集中于太阳赤道两侧的两个纬度带中 。同时,太阳黑子在纬度带中出现的频率、位置和强度也会随着时间改变 。大约每11年,太阳黑子出现的数量会从接近0增加到100以上,然后再次下降到接近0并开始一个新的周期 。太阳黑子这样的活动规律被成为太阳黑子周期 。自1700年以来,太阳黑子周期的长度在9到14年之间变化 。在一个周期初始,太阳黑子形成于太阳的中纬度地区,但随着周期的推进,太阳黑子会在更接近于赤道的位置出现 。
根据天文学家莫苏米·迪克帕蒂和他的同事最近建立的模型,太阳黑子周期的发生是由于太阳内部存在某种对高温、电离的气体,即等离子体的搬运机制造成的 。这种搬运机制将等离子体在太阳赤道和两极之间以若干年为周期往复搬运 。当太阳黑子周期早期的黑子强度减弱时,它们会在下方移动的等离子流中留下它们的磁性特征,这些磁性特征会被等离子流携带到太阳两极,而后进入太阳内部 。太阳内部的磁场会受到这些磁性特征的干扰,同时这些磁性特征在被等离子流再次带到太阳赤道表面之前会被加强 。之后,这些等离子流会制造出新的,强度更大的太阳黑子 。
太阳黑子周期在时间上并不对称,在周期开始,太阳黑子的活动会快速增强,之后较平稳地减弱 。太阳黑子周期中黑子活动最强的时期被称为太阳活动极大期(或极大期) 。同时,太阳活动最微弱,几乎观察不到太阳黑子的时期被称为太阳活动极小期 。极小期通常会持续数年,但有时也会持续更长的时期 。例如在1650到1710的60年期间都几乎没有太阳黑子的活动,这一时期被以观察到它的天文学家的名字命名为蒙德极小期 。
(虽然天文学家对其他一些恒星会偶然进入这样长的休眠期已经建立了理论模型,但太阳的蒙德极小期的出现原因仍是个迷 。)蒙德对太阳活动强度与时间的关系绘制了图表,在图表上,太阳活动的强度的曲线看起来像蝴蝶的轮廓,太阳黑子的周期曲线看起来像蝴蝶的翅膀 。科学家仍在致力于预测太阳黑子活动的方法,使我们能够更好地应对它们可能对地球上的电网和通信系统造成的影响 。
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