写给孩子的天文课

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作者：左文文

出版社：广东人民出版社

本类榜单：少儿

分类：少儿 > 科普/百科 > 科普

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图文详情

ISBN：9787218146966
装帧：一般纯质纸
册数：暂无
重量：暂无
开本：16开
页数：208
出版时间：2021-08-01
条形码：9787218146966 ; 978-7-218-14696-6

本书特色

新奇有趣：童趣解说天文知识，趣味不可挡课堂延伸：设置“天文加油站”，轻松拓展孩子知识面轻松理解：图文并茂，直观呈现神秘的宇宙

内容简介

太阳为什么会发光？月亮为何会阴晴圆缺？星星是如何命名的？黑洞是个贪婪怪兽吗？我们在宇宙中的什么位置?本书由来自上海天文台的研究员撰写，他们结合多年天文探索和知识普及的经验，用深入浅出的写作方式，细致剖析了有关行星、恒星、星座等天体及其观测的重要知识；运用各种奇思妙想和让人意想不到的分析，为青少年解密科学谜题、解析科幻故事，激发青少年对学习科学知识产生更浓厚的兴趣，让小读者学会活学活用科学知识。

节选

光子的坎坷旅程我们平常看见的太阳表面是光球层，光球层是什么呢？光球层是太阳大气下方的区域，它辐射出大量可见光波段的光子，是我们肉眼*容易看到的表面，这正是我们平常所看见的太阳光的来源。光球层的厚度不超过500千米，小于太阳半径的千分之一。我们难以直接观察到光球层以内的太阳内部。但是，正如通过研究地震波来推断地球的内部结构一样，我们也可以用研究太阳内部的压力波来推断太阳内部的结构。距离太阳中心不超过约20万千米（相当于太阳半径的2/7）的区域是太阳的核心，那里密度很高，是水密度的150倍，温度高达约1500万开尔文（绝对温度）。太阳90%的质量都是处于距离太阳核心0.5倍半径区域内，由此可见，太阳核心的密度之高。太阳的核心区是太阳内核聚变的区域，能产生大量高能伽马射线光子，光子的“旅途”起点便是这里。太阳的核心区是电子和质子的“闹市区”。光子在前进过程中，会与电子、质子发生散射，近似于碰撞，每次的散射都会导致光子前进的路线发生偏折，造成光子能量有所损失。量子力学告诉我们，光子更喜欢（有更高的概率）与电子发生散射；如果仅粗略估计，光子与质子之间发生的散射几乎能忽略。行进过程我们可以想象，一个光子在行进过程中，被临近的一个电子散射，方向发生改变，能量减小了一部分，又遇到另一个电子，能量再次受损，接着又遇到多个电子，经历相似的遭遇。但是，不管道路如何艰难，光子从未停止前进的脚步。到了辐射层，情况变得更加复杂了。辐射层是距离太阳核心大约20万千米到50万千米的区域，温度较核心区有所降低，但依然高达几十万开尔文，粒子密度依然很高，而且粒子种类多了核心区罕见的原子。在原子中，电子是被束缚住的。光子到达这里后，如果遇到原子，就会被原子吸收。它就像一个英雄，会把束缚的外层电子从原子核的束缚中解救出来，成为自由电子。虽然原来的光子被吸收了，但这个过程会辐射出一个能量更低的新光子。经过多次吸收和辐射，光子终于来到对流层。由于光子的能量远大于原子中束缚的外层电子的能量，所以光子与原子的相互作用，表现得就像光子与电子的散射过程。我们仍然可以将光子被吸收再辐射这个过程比拟成光子在随机行走。光子终于到了位于辐射层之外的对流层，对流层距离太阳核心大约50万千米至70万千米。这里的温度比辐射层温度更低，物质也没有辐射层的物质密度高。这里会产生热对流，就像水壶烧水时水会上下翻滚一样，对流层中的物质一旦到达对流层外围，温度降低，就会切入对流层的底部，从下面的辐射层获取更多热量。光子到了对流层，相对于在辐射层的它，向外传播的速度已经有所降低。等抵达光球层时，光子早已不是核心区产生的高能伽玛射线光子了，已经“历练”成能量更低的可见光、紫外线光子，并获得了自由，以光速向四面八方传播。实际上，没有人知道一个光子从诞生那刻到抵达光球层的途中，真正经历了什么，上文只是形象地介绍光子可能会遭遇的事情，诸如在核心区和辐射层被粒子多次散射、在辐射层可能被原子吸收、在对流层进行传播等。对于这类问题，更好的做法是进行统计和群体处理。太阳的半径为70万千米，如果没有太阳内部带电粒子和原子的影响，光子只需要2秒多便可传播至光球层，而实际上平均需要10 万年才能传到表面。光球层的这些光子以光速传播，抵达地球需要8分20秒。也就是说，我们此刻感受到的太阳光是太阳光球层8分20秒前发出的光子，而这些光子的前身却是约10万年前产生的高能光子。能量巨大的核反应“熔炉”中发出的高能光子，经历 70万千米的“坎坷旅途”与我们见面，给予我们光明和温暖。