要测量太阳表面温度,关键在于利用黑体辐射的物理规律。太阳可近似看作理想黑体,其辐射特性遵循19世纪物理学家发现的热辐射定律,其中维恩位移定律是核心工具。该定律指出,黑体辐射中能量最强的波长(λ_max)与温度(T)成反比,公式为λ_max = b/T,其中b是维恩位移常数(约2.898×10⁻³米·开尔文)。
通过光谱仪分析太阳光谱,可发现其辐射强度在可见光的黄绿色区域达到峰值,对应波长约500纳米(即5×10⁻⁷米)。将数值代入公式计算:T = b/λ_max = 2.898×10⁻³ / 5×10⁻⁷ ≈ 5796开尔文(K),换算为摄氏度约5523℃,通常简化表述为约5500℃。
这种基于热辐射理论的方法,不仅揭示了太阳表面温度,也成为测量其他恒星表面温度的通用手段,体现了物理学规律在天体测量中的重要应用。
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