2017年高考地理必考知識點：太陽光譜

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▲高考地理必考知識點：太陽光譜

太陽光譜是指太陽輻射經(jīng)色散分光后按波長大小排列的圖案。太陽光譜包括無線電波、紅外線、可見光、紫外線、X射線、γ射線等幾個波譜范圍。

太陽光的極為寬闊的連續(xù)譜以及數(shù)以萬計的吸收線和發(fā)射線，是一個極為豐富的太陽信息寶藏。太陽光譜屬于G2V光譜型，有效溫度為5770K。太陽電磁輻射中99．9%的能量集中在紅外區(qū)、可見光區(qū)和紫外區(qū)。

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

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

▲高考地理必考知識點：太陽光譜的顏色

太陽平日所放出來的光譜主要來自太陽表面絕對溫度約六千度的黑體輻射(BlackBodyRadiation)光譜可見光的波長范圍在770～390納米之間，看不見的波段從770~11590納米。波長不同的電磁波，引起人眼的顏色感覺不同。770～622nm，感覺為紅色；622～597nm，橙色；597～577nm，黃色；577～492nm，綠色；492～455nm，藍靛色；455～390nm，紫色。

▲高考地理必考知識點：太陽光譜的功率分布

太陽是能量最強、天然穩(wěn)定的自然輻射源，其中心溫度為1.5*10^7K，壓強約為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。太陽的輻射能量用太陽常數(shù)表示，太陽常數(shù)是在平均日地距離上、在地球大氣層外測得的太陽輻射照度值。從1900年有測試數(shù)據(jù)以來，其測量值幾乎一直為1350W/㎡。對大氣的吸收和散射進行修正后的地球表面值約為這個值的2/3。

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

太陽輻射的波長范圍覆蓋了從X射線到無線電波的整個電磁波普。在大氣層外，太陽和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，太陽光在穿過大氣層到達地球表面時某些光譜區(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。

▲高考地理必考知識點：太陽光譜的應(yīng)用

利用太陽光譜，可以探測太陽大氣的化學(xué)成分、溫度、壓力、運動、結(jié)構(gòu)模型以及形形色色活動現(xiàn)象的產(chǎn)生機制與演變規(guī)律，可以認證輻射譜線和確認各種元素的豐度。利用太陽光譜在磁場中的塞曼效應(yīng)，可以研究太陽的磁場。

太陽光譜的總體變化很小，但有的譜線具有較大的變化。在太陽發(fā)生爆發(fā)時，太陽極紫外和軟X射線都會出現(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的多種活動現(xiàn)象。因此，提高對太陽光譜的空間分辨率和拓展觀測波段，可以大大增強對太陽和太陽活動的認識?，F(xiàn)在已探測到了完整的，稱之為第二太陽光譜的偏振輻射譜。利用第二太陽光譜，又可以進一步開展多項太陽物理研究，也可能成為探測太陽微弱磁場和湍流磁場的有效方法。

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