實(shí)際上,由于溫度太高,太陽(yáng)上的物質(zhì)已經(jīng)熔成了等離子態(tài),等離子態(tài)下原子的核外電子完全脫離原子核的束縛,自由電子和帶正電的離子共存,于是太陽(yáng)在重力的作用下,整體呈一個(gè)球形。
在物理學(xué)中,我們常見(jiàn)的物質(zhì)狀態(tài)有四種:固態(tài)、液態(tài)、氣態(tài)和等離子態(tài)。
物質(zhì)的四種狀態(tài)可以相互轉(zhuǎn)變,比如冰融化成水,水蒸發(fā)就會(huì)轉(zhuǎn)變?yōu)樗魵?,水蒸氣繼續(xù)加溫就會(huì)成為等離子體;日常生活見(jiàn)到的高溫火焰、電弧、閃電就是等離子體。
我們以水為例:
(1)常壓下,溫度低于零攝氏度時(shí)以固體形式存在,此時(shí)冰內(nèi)部的水分子通過(guò)化學(xué)鍵緊密連接。
(2)把冰加熱,水分子的熱運(yùn)動(dòng)會(huì)加強(qiáng),當(dāng)水分子間的化學(xué)鍵被打破時(shí)(0℃),冰就融化成了水,此時(shí)水分子間由較弱的氫鍵和范德華力發(fā)揮作用,讓液態(tài)水保持流動(dòng)性。
(3)繼續(xù)對(duì)液態(tài)水加熱,直到水分子間的熱運(yùn)動(dòng)打破氫鍵和范德華力(100℃),水就會(huì)轉(zhuǎn)變?yōu)闅鈶B(tài),成為水蒸氣,此時(shí)每個(gè)水分子間的相互作用微乎其微。
(4)再繼續(xù)對(duì)水蒸氣加熱,大約到1000℃時(shí),水分子間氫和氧的化學(xué)鍵開(kāi)始斷裂,隨著溫度的升高,斷裂的水分子越多,但此時(shí)還是氣態(tài),水分子斷裂后的原子以激發(fā)態(tài)的形式存在,激發(fā)態(tài)是核外電子躍遷到高能級(jí)軌道,但是還沒(méi)有完全脫離原子核束縛(電離),如果處于激發(fā)態(tài)的電子回落到低能級(jí)軌道,就會(huì)對(duì)外釋放電磁波,所以此時(shí)的氣體會(huì)發(fā)光發(fā)熱。
(5)當(dāng)溫度升高到10000℃以上,氫原子和氧原子的核外電子會(huì)逐步成為自由電子,此時(shí)物質(zhì)逐漸轉(zhuǎn)變?yōu)榈入x子態(tài)。
在茫茫的宇宙中,天體表面溫度的不同,會(huì)以在表面形成不同的物質(zhì)狀態(tài),比如我們地球?qū)儆诠虘B(tài)星球,其表面物質(zhì)主要以固態(tài)為主,其次是液態(tài)水,而大氣物質(zhì)以氣態(tài)形式存在;木星、土星等大質(zhì)量行星屬于氣態(tài)星球,主要成分是氫氣和氦氣。
太陽(yáng)屬于恒星,恒星內(nèi)部進(jìn)行著劇烈的核聚變反應(yīng),同時(shí)釋放大量的熱能,科學(xué)家根據(jù)理論計(jì)算,太陽(yáng)核心溫度高達(dá)1500萬(wàn)度,壓力高達(dá)3000億個(gè)大氣壓,此時(shí)沒(méi)有任何物質(zhì)能抵抗這樣的超高溫,每個(gè)原子和電子都擁有巨大的動(dòng)能,
由于太陽(yáng)的核聚變反應(yīng)只集中在核心區(qū)域,熱量也是在核心區(qū)域釋放,所以在太陽(yáng)上,離核心區(qū)域越遠(yuǎn)溫度越低,當(dāng)?shù)竭_(dá)太陽(yáng)表面時(shí),溫度下降到5500℃,太陽(yáng)表面溫度可以根據(jù)黑體輻射定律計(jì)算出來(lái),太陽(yáng)光譜中能量最高的電磁波波長(zhǎng)為λ=500nm,根據(jù)維恩位移定律可以得到太陽(yáng)表面溫度T:
T=b/λ≈5800K;
太陽(yáng)的主要成分是氫和氦,太陽(yáng)表面溫度低的地方,氫和氦可以以氫氣和氦氣的形式存在,但是在內(nèi)部溫度高的地方,氫和氦將轉(zhuǎn)變?yōu)榈入x子體。
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