教育

太陽は何色ですか??

By Lou Mayo

愚かな質問のように思える;”太陽は何色ですか?”. 誰もが太陽が黄色であることを知っていますよね? あなたはこれを知るために見なければなりません(OK、本当に太陽を見ないでください…)。 まあ…そんなに速くはない。 この一見単純な質問には、絶対に正しい、絶対に異なる答えがたくさんあることが判明しました。,

私たちの色の知覚は、もちろん、放出された光の波長、放出された光の強度(これは後で説明します)、環境要因、光を集める私たちの目の能力と限界、そし それでは、光の波長から始めましょう。

すべての物質と同様に、太陽はその表面温度によって定義される”黒体スペクトル”を放出します。, 黒体スペクトルは、絶対零度以上の温度を有する任意の体によって放出される多くの異なる波長の放射の連続体である。 私たちの太陽にとって、この黒体曲線または”プランク関数”は、非常に長い赤外線から非常に短い紫外波長まで、さまざまな波長の電磁(EM)放射を含む滑らかなほぼベル形の曲線です。, 非常に熱く、爆発的な、高エネルギーの太陽フレアのイベントの間に、太陽は100MeV以上のエネルギーとわずか数秒または数十秒にわたってエネルギーの1032ergまで、同様にx線とガンマ線放射の膨大な量を放出します! これらの巨大な太陽フレアは、磁場エネルギーの突然の放出によって引き起こされる太陽の大気中の巨大な爆発であり、太陽極大期の近くで起こる傾向がある。 また、フレアは荷電粒子プラズマを高速に加速し、電波放出をもたらします。 だから、太陽は実際にラジオからガンマ線にすべての波長でエネルギーを放出します。, しかし、上の画像で見ることができるように、それは青緑色の光に近い約500nmのエネルギーの大部分を放出します。 だから、太陽は青緑色であると言うかもしれません! この最大放射周波数は、太陽の表面温度によって支配され、約5,800k表面温度が高いほど最大波長が短くなり、私たちの太陽はスペクトルの青または紫の部分(あるいはウルトラバイオレット)でピークに達するかもしれません。). より低い表面温度、および私達の太陽のスペクトルはスペクトルの黄色かオレンジまた更に赤い部分でピークになるかもしれない。 しかし、これは知覚ではなく物理学です。, まず、注意が必要です別のスペクトル署名が太陽からの光束. マックス-プランクによって見つかった関係E=hf(すなわちエネルギー=プランク定数に周波数を掛けたもの)を使用し、太陽放射照度を光子数に変換すると、可視波長全体のスペクトルシグネチャははるかに平坦であり、太陽はより黄色として認識される。

私たちが大気の上にいて、国際宇宙ステーションで言って、(私たちのろ過されたバイザーを通して)太陽を見た場合、太陽は白く見えるでしょう! どうして?, 太陽はスペクトルの緑の部分で最も強く放射しますが、赤から青(400nmから600nm)のすべての可視色でも強く放射します。 三つのカラーコーン細胞受容体を持っている私たちの目は、各カラー受容体がすべての可視波長で受信されている重要な色で完全に飽和していることを 私たちの脳は、これらの信号を知覚される白色に統合します。

ここで地球上では、大気は太陽の色で役割を果たします。, 短波長の青色光は、長波長の赤色光よりも効率的に散乱されるため、太陽光が大気を通過するにつれて、太陽の青い色合いの一部が失われます。 さらに、私たちの大気を通過する可視光のすべての波長は、私たちの目に到達する光がすぐに円錐受容体を飽和させないように減衰されます。 これにより、脳は少し青黄色で画像から色を知覚することができます。 それは私たちの目が見るものに影響を与えませんが、すべてのx線とガンマ線の放射線は、地面に近づく前にフィルタリングされます。, ほとんどの紫外線は成層圏オゾン(10km以上)によって吸収され、ほとんどのIRは非ゼロ双極子モーメントを持つ水蒸気および他の分子によって吸収される。

もちろん、日の出や夕日のように太陽光が多くの大気を通過すると、さらに青い光が散乱し、最も長い波長(赤色)の光のはるかに大きな割合が私た

だから、あなたが見る、この質問に対する簡単な答えはありませんが、良いニュースは、ほぼすべての答えを守ることができるということです!

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