恒星演化规律及主星序解释

2023-06-22 理论教育版权反馈

【摘要】：检测光源色的条件：要求被照物体是白色、不透明、表面光滑。它是一个由1000多亿颗恒星、数千个星团和星云组成的盘状恒星系统，直径约为100000多光年，中心厚度约为12000光年。天文学家把这条带称为主星序，带上的恒星称为主序星。主星序表明，大多数恒星，表面温度高，光度也大；表面温度降低，则光度随之减小。这张图反映了恒星演化的一种规律性，人们称它为赫兹伯仑-罗素图，简称赫罗图。

1）直接辐射：直接接收到的、不改变方向的太阳辐射。

2）散射辐射：接收到的被大气层反射、方向改变的太阳辐射。

3）大气质量：太阳光线穿过地球大气的路径与太阳光线在天顶角方向时穿过大气的路径之比，是一无量纲量。在标准大气压（101325Pa）和气温0℃时，海平面上太阳光线垂直入射的路径为1。

4）大气透明度：太阳辐射能在通过大气层时会产生一定衰减，大气透明度是表征大气对辐射衰减程度的一个重要参数。各地区四季的大气透明度可通过查阅资料确定。

5）辐照强度（辐射强度）：单位时间内，垂直投射在地球某一单位面积上的太阳辐射能量，其单位用两种形式表示。若为电能，则用W／m²、kW／m²、J／（cm²·min）表示；若为热能，则用cal／（cm²·min）、kcal／（cm²·h）表示。表2-3为辐照强度单位换算。

表2-3 辐照强度单位换算

6）辐照度（辐射功率）：在规定的时间内，投射在地球某一单位面积上太阳辐射能的量值，其单位通常用W或kW·h／m²表示。表2-4为辐照度单位换算。

表2-4 辐照度单位换算

7）峰值功率。太阳电池的输出功率取决于太阳辐照度、太阳光谱分布、太阳电池工作温度。太阳电池的测量需在标准条件下进行，标准条件是辐照度1000W／m²，标准太阳光谱AM1.5，电池温度25℃。在该条件下，太阳电池所输出的最大功率称为峰值功率，以W为计算单位，称为峰瓦，符号为Wp。

8）峰值日照小时数。将太阳电池组件所在平面上某段时间中能接收到的太阳辐射量，转换成为标准条件下辐照度为1000W／m²时的等效小时数，称为峰值日照小时数。

9）最大发电量。峰值日照小时数乘以光伏电站的装机容量即为光伏电站的最大发电量（理论发电量）。

10）电磁波（又称电磁辐射）是指同相振荡且互相垂直的电场与磁场在空间中以波的形式移动，有效地传递能量和动量，其传播方向垂直于电场与磁场构成的平面。图2-15为电磁波的移动。电磁辐射可以按照频率分类，从低频率到高频率包括有无线电波、微波、红外线、可见光、紫外线、X-射线和伽马射线等。人眼可接收到的电磁辐射，波长大约在380～780ns之间，称为可见光。只要是本身温度大于绝对零度的物体，都可以发射电磁辐射，而世界上并不存在温度等于或低于绝对零度的物体。

从科学的角度来说，电磁波是能量的一种，凡是能够释出能量的物体，都会释出电磁波。正像人们一直生活在空气中而眼睛却看不见空气一样，人们也看不见无处不在的电磁波。

电磁波是电磁场的一种运动形态。电与磁可说是一体两面，变动的电会产生磁，变动的磁则会产生电。变化的电场和变化的磁场构成了一个不可分离的统一的场，这就是电磁场，而变化的电磁场在空间的传播形成了电磁波，电磁的变动就如同微风轻拂水面产生水波一般，因此被称为电磁波，也常称为电波。

电磁波频率低时，主要借由有形的导电体才能传递。原因是，在低频的电振荡中，磁电之间的相互变化比较缓慢，其能量几乎全部返回原电路而没有能量辐射出去；电磁波频率高时即可以在自由空间内传递，也可以束缚在有形的导电体内传递。在自由空间内传递的原因是在高频率的电振荡中，磁电互变甚快，能量不可能全部返回原振荡电路，于是电能、磁能随着电场与磁场的周期变化以电磁波的形式向空间传播出去，不需要介质也能向外传递能量，这就是一种辐射。举例来说，太阳与地球之间的距离非常遥远，但在户外时，我们仍然能感受到和煦阳光的光与热，这就好比是“电磁辐射借由辐射现象传递能量”的原理一样。

电磁波为横波。电磁波的磁场、电场及其行进方向三者互相垂直。振幅沿传播方向的垂直方向作周期性交变，其强度与距离的二次方成反比，波本身带动能量，任何位置的能量功率与振幅的二次方成正比。其速度等于光速c（3×10⁸m／s）。在空间传播的电磁波，距离最近的电场（磁场）强度方向相同，其量值最大两点之间的距离，就是电磁波的波长λ，电磁每秒变动的次数便是频率f。三者之间的关系为c=λf。其中，c为波速（这是一个常量，c约等于3×10⁸m／s），单位为m／s；λ为波长，单位为m；f为频率，单位为Hz。

电磁波通过不同介质时，会发生折射、反射、绕射、散射及吸收等。电磁波的传播有沿地面传播的地面波，还有从空中传播的空中波以及天波。波长越长其衰减也越少，电磁波的波长越长也就越容易绕过障碍物继续传播。

1864年，英国科学家麦克斯韦在总结前人研究电磁现象的基础上，建立了完整的电磁波理论。他断定电磁波的存在，推导出电磁波与光具有同样的传播速度。1887年德国物理学家赫兹用实验证实了电磁波的存在。之后，人们又进行了许多实验，不仅证明光是一种电磁波，而且发现了更多形式的电磁波，它们的本质完全相同，只是波长和频率有很大的差别。