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過渡區

指数 過渡區

過渡區是太陽大氣層內介於色球和日冕中間的一區,只能在太空中使用紫外線望遠鏡看見。它的重要性在於一些未曾被說明,但在太陽大氣物理中是很重要的轉換:.

23 关系: 压强可见光太陽外层空间來曼系紫外线红外线纳维-斯托克斯方程电子电离熱力學溫標相變譜線麦克斯韦方程组黑体辐射蒸氣色球X射线流體動力學日冕

压强

生在兩個物體接觸表面、垂直於該表面的作用力,亦可稱為壓力。通常來說,在液壓、氣動或大氣層等領域中提到的「壓力」指的實際上是壓强,即在数值上等於接觸表面上每單位面積所受壓力。 壓強是分布在特定作用面上之力與該面積的比值。換句話說,是作用在與物體表面垂直方向上的每單位面積的力的大小。計式壓強是相較於該地之大氣壓的壓強。雖然壓強可用任意之力單位與面積單位進行測量,但是壓強的國際標準單位(每單位平方公尺的牛頓)也被稱作帕斯卡。 一般以英文字母「p」表示。压力與力和--積的關係如下: 其中.

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可见光

可見光(Visible light)是電磁波譜中人眼可以看見(感受得到)的部分。這個範圍中電磁輻射被稱為可見光,或簡單地稱為光。人眼可以感受到的波長範圍一般是落在390到700nm。對應於這些波長的頻率範圍在430–790 THz。但有一些人能够感知到波长大约在380到780nm之间的电磁波。正常视力的人眼对波长约为555nm的电磁波最为敏感,这种电磁波处于光学频谱的绿光区域。.

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太陽

#重定向 太阳.

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外层空间

-- --(outer space),於中國大陸稱外層空間,指的是地球大氣層及其他天體之外的虛空區域。 與真空有所不同的是,外太空含有密度很低的物質,以等離子態的氫為主。其中還有電磁輻射、磁場等。理論上,外層空間可能還包含暗物質和暗能量。 外太空與地球大气层並沒有明確的界線,因為大氣隨著海拔增加而逐漸變薄。假設大氣層温度固定,大氣壓會由海平面的大約1013毫巴,隨著高度增加而呈指數化減少至零為止。 国际航空联合会定義在100公里的高度為卡門線,為現行大氣層和太空的界線定義。美國認定到達海拔80公里的人為太空人,在太空船重返地球的過程中,120公里是空氣阻力開始發生作用的界線。.

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來曼系

萊曼系是物理學上氫原子的電子從主量子數n大於等於2躍遷至n.

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磁是一种物理现象,磁学是研究磁现象的一个物理学分支,磁性是物質響應磁場作用的性质。磁性表现在順磁性物質或铁磁性物質(如铁钉)會趨向於朝著磁場較強的區域移動,即被磁場吸引;反磁性物質則會趨向於朝著磁場較弱的區域移動,即被磁場排斥;還有一些物質(如自旋玻璃、反鐵磁性等)會與磁場有更複雜的關係。 依照溫度、壓強等參數的不同,物質會顯示出不同的磁性。表现出磁性的物质通称为磁体,原来不具有磁性的物质获得磁性的过程称为磁化,反之称为退磁。磁鐵本身會產生磁場,但本质上磁场是由电荷运动產生,如磁铁内部未配對电子的自旋,会产生磁场,当这些磁场的方向一致时,宏观上就表现为磁性。.

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紫外线

紫外線(Ultraviolet,簡稱為UV),為波長在10nm至400nm之間的電磁波,波長比可見光短,但比X射線長。太陽光中含有部分的紫外線,電弧、水銀燈、黑光燈也會發出紫外線。雖然紫外線不屬於游離輻射但紫外線仍會引發化學反應與使一些物質發出螢光。 而小于200纳米的紫外線輻射會被空氣強烈的吸收,因此稱之為真空紫外線The ozone layer protects humans from this.

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红外线

红外线(Infrared,简称IR)是波长介乎微波与可见光之间的电磁波,其波長在760奈米(nm)至1毫米(mm)之間,是波長比紅光長的非可見光,對應頻率約是在430 THz到300 GHz的範圍內。室溫下物體所發出的熱輻射多都在此波段。 红外线是在1800年由天文學家威廉·赫歇爾發現,他發現有一種頻率低于紅色光的輻射,雖然用肉眼看不見,但仍能使被照射物體表面的溫度上昇。太陽的能量中約有超過一半的能量是以红外线的方式進入地球,地球吸收及發射紅外線輻射的平衡對其氣候有關鍵性的影響。 當分子改變其旋轉或振動的運動方式時,就會吸收或發射紅外線。由紅外線的能量可以找出分子的振動模態及其偶極矩的變化,因此在研究分子對稱性及其能態時,紅外線是理想的頻率範圍。紅外線光譜學研究在紅外線範圍內的光子吸收及發射。 红外线可用在軍事、工業、科學及醫學的應用中。紅外線夜視裝置利用即時的近紅外線影像,可以在不被查覺的情形下在夜間觀察人或是動物。紅外線天文學利用有感測器的望遠鏡穿透太空的星塵(例如分子雲),檢測像是行星等星體,以及檢測早期宇宙留下的紅移星體。紅外線熱顯像相機可以檢測隔絕系統的熱損失,觀查皮膚中血液流動的變化,以及電子設備的過熱。红外线穿透云雾的能力比可见光强,像紅外線導引常用在飛彈的導航、熱成像儀及夜視鏡可以用在不同的應用上、红外天文学及遠紅外線天文學可在天文學中應用红外线的技術。.

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纳维-斯托克斯方程

纳维尔-斯托克斯方程(Navier-Stokes equations),以克劳德-路易·纳维(Claude-Louis Navier)和乔治·斯托克斯命名,是一组描述像液体和空气这样的流体物质的方程。这些方程建立了流体的粒子动量的改变率(力)和作用在液体内部的压力的变化和耗散粘滞力(类似于摩擦力)以及重力之间的关系。这些粘滞力产生于分子的相互作用,能告诉我们液体有多粘。这样,纳维-斯托克斯方程描述作用于液体任意给定区域的力的动态平衡。 因为纳维尔-斯托克斯方程可用于描述大量对学术研究和经济生活中重要现象的物理过程,它们是有很重要的研究价值。它们可以用于模拟天气,洋流,管道中的水流,星系中恒星的运动,翼型周围的气流。它们也可以用于飞行器和车辆的设计,血液循环的研究,电站的设计,污染效应的分析,等等。 纳维-斯托克斯方程依赖微分方程来描述流体的运动。不同于代数方程,这些方程不寻求建立所研究的变量(譬如速度和壓力)的关系,而寻求建立这些量的变化率或通量之间的关系。用数学术语来讲,这些变化率对应于变量的导数。其中,最简单情况的0粘滞度的理想流体的纳维-斯托克斯方程表明,加速度(速度的导数,或者说变化率)是和内部压力的导数成正比的。 这表示对于给定的物理问题,比如用微积分才可以求得其纳维-斯托克斯方程的解。实用上,也只有最简单的情况才能用这种方法获得已知解。这些情况通常涉及稳定态(流场不随时间变化)的非紊流,其中流体的粘滞系数很大或者其速度很小(低雷诺数)。 对于更复杂的情形,例如厄尔尼诺这样的全球性气象系统或机翼的升力,纳维-斯托克斯方程的解必须借助计算机才能求得。这个科学领域称为计算流体力学。 虽然紊流是日常经验中就可以遇到的,但这类非线性问题极难求解。克雷数学学院于2000年5月21日设立了一个$1,000,000的大奖,奖励任何对于能够帮助理解这一现象的数学理论作出实质性进展的任何人。.

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电子

电子(electron)是一种带有负电的次原子粒子,通常标记为 e^- \,\!。電子屬於轻子类,以重力、電磁力和弱核力與其它粒子相互作用。轻子是构成物质的基本粒子之一,无法被分解为更小的粒子。电子带有1/2自旋,是一种费米子。因此,根據泡利不相容原理,任何兩個電子都不能處於同樣的狀態。电子的反粒子是正电子(又称正子),其质量、自旋、帶电量大小都与电子相同,但是电量正負性与电子相反。電子與正子會因碰撞而互相湮滅,在這過程中,生成一對以上的光子。 由电子與中子、质子所组成的原子,是物质的基本单位。相对于中子和质子所組成的原子核,电子的质量显得极小。质子的质量大约是电子质量的1836倍。当原子的电子数与质子数不等时,原子会带电;称該帶電原子为离子。当原子得到额外的电子时,它带有负电,叫阴离子,失去电子时,它带有正电,叫阳离子。若物体带有的电子多于或少于原子核的电量,导致正负电量不平衡时,称该物体带静电。当正负电量平衡时,称物体的电性为电中性。靜電在日常生活中有很多用途,例如,靜電油漆系統能夠將或聚氨酯漆,均勻地噴灑於物品表面。 電子與質子之間的吸引性庫侖力,使得電子被束縛於原子,稱此電子為束縛電子。兩個以上的原子,會交換或分享它們的束縛電子,這是化學鍵的主要成因。当电子脱离原子核的束缚,能够自由移动时,則改稱此電子为自由电子。许多自由电子一起移动所产生的净流动现象称为电流。在許多物理現象裏,像電傳導、磁性或熱傳導,電子都扮演了機要的角色。移動的電子會產生磁場,也會被外磁場偏轉。呈加速度運動的電子會發射電磁輻射。 根據大爆炸理論,宇宙現存的電子大部份都是生成於大爆炸事件。但也有一小部份是因為放射性物質的β衰變或高能量碰撞而生成的。例如,當宇宙線進入大氣層時遇到的碰撞。在另一方面,許多電子會因為與正子相碰撞而互相湮滅,或者,會在恆星內部製造新原子核的恆星核合成過程中被吸收。 在實驗室裏,精密的尖端儀器,像四極離子阱,可以長時間局限電子,以供觀察和測量。大型托卡馬克設施,像国际热核聚变实验反应堆,藉著局限電子和離子電漿,來實現受控核融合。無線電望遠鏡可以用來偵測外太空的電子電漿。 電子被广泛應用于電子束焊接、陰極射線管、電子顯微鏡、放射線治療、激光和粒子加速器等领域。.

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电离

电离(Ionization),或称电离作用、離子化,是指在(物理性的)能量作用下,原子、分子在水溶液中或熔融状态下产生自由离子的过程。 電離大致可細分為兩種類型:一種連續電離(sequential ionization)和非連續電離(Non-sequential ionization)。在古典物理學中,只有連續電離可以發生。非連續電離則違反了若干物理定律,屬於量子電離。 例如:.

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熱力學溫標

#重定向 热力学温标.

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相變

變(Phase Change)是指物質在外部參數(如:溫度、壓力、磁場等等)連續變化之下,從一種相(態)忽然變成另一種相,最常見的是冰變成水和水變成蒸氣。然而,除了物體的三相變化(固態、液態、氣態)自然界還存在許許多多的相變現象,例如日常生活中另一種較常見的相變是加熱一塊磁鐵,磁鐵的鐵磁性忽然消失。其他在物理學中重要相變列舉如下:.

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譜線

譜線是在均勻且連續的光譜上明亮或黑暗的線條,起因於光子在一個狹窄的頻率範圍內比附近的其他頻率超過或缺乏。 譜線通常是量子系統(通常是原子,但有時會是分子或原子核)和單一光子交互作用產生的。當光子的能量確實與系統內能階上的一個變化符合時(在原子的情況,通常是電子改變軌道),光子被吸收。然後,它將再自發地發射,可能是與原來相同的頻率或是階段式的,但光子發射的總能量將會與當初吸收的能量相同,而新光子的方向不會與原來的光子方向有任何關聯。 根據氣體、光源和觀測者三者的幾何關係,看見的光譜將會是吸收譜線或發射譜線。如果氣體位於光源和觀測者之間,在這個頻率上光的強度將會減弱,而再發射出來的光子絕大多數會與原來光子的方向不同,因此觀測者看見的將是吸收譜線。如果觀測者看著氣體,但是不在光源的方向上,這時觀測者將只會在狹窄的頻率上看見再發射出來的光子,因此看見的是發射譜線。 吸收譜線和發射譜線與原子有特定的關係,因此可以很容易的分辨出光線穿越過介質(通常都是氣體)的化學成分。有一些元素,像是氦、鉈、鈰等等,都是透過譜線發現的。光譜線也取決於氣體的物理狀態,因此它們被廣泛的用在恆星和其他天體的化學成分和物理狀態的辨識,而且不可能使用其他的方法完成這種工作。 同核異能位移是由於吸收光子的原子核與發射的原子核有不同的電子密度。 除了原子-光子的交互作用外,其他的機制也可以產生譜線。根據確實的物理交互作用(分子、單獨的粒子等等)所產生的光子在頻率上有廣泛的分佈,並且可以跨越從無線電波到伽馬射線,所有能觀測的電磁波頻譜。.

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麦克斯韦方程组

#重定向 馬克士威方程組.

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黑体辐射

黑体辐射指处于热力学平衡态的黑体发出的电磁辐射。黑体辐射的电磁波谱只取决于黑体的温度。 另一方面,所謂黑體輻射其實就是光和物質達到平衡所表現出的現象。物質達到平衡,所以可以用一個溫度來描述物質的狀態,而光和物質的交互作用很強,如此光和光之間也可以用一個溫度來描述(光和光之間本身不會有交互作用,但光和物質的交互作用很強)。而描述這關係的便是普朗克分佈(Planck distribution)。黑体辐射能量按波长的分布仅与温度有关。 黑体不仅仅能全部吸收外来的电磁辐射,且散射电磁辐射的能力比同温度下的任何其它物体强。 对于黑体的研究,使自然现象中的量子效应被發现。 黑体作为一个理想化的物体,在现实中是不存在的,因此现实中物体的辐射也与理论上的黑体辐射有所出入。但是,可以观察一些非常类似黑体的物质发出的辐射,例如一顆恆星或一個只有單一開口的空腔所发出的辐射。舉個例來說,人們觀測到宇宙背景輻射,對應到一個約3K的黑體輻射,這暗示宇宙早期光是和物質達到平衡的。而隨著時間演化,溫度慢慢降了下來,但方程式依然存在。(頻率和溫度的效應抵銷).

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蒸氣

蒸氣是指处于液态或固态的物质的周围所包含的相同物质的气态组分。与纯的气态物质不同的是,蒸氣必然伴随着相同物质的另一状态(固态或液态);如果固态或液态的物质完全转化为蒸氣,则此时的蒸氣就不再称为蒸氣而是定义为纯的气态物质。蒸氣来源与沸点以下的液态物质的蒸发或者固态物质的昇華。由于有蒸氣的存在,很多物质都存在蒸氣壓。.

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色球

色球或色球層(字義就是有顏色的球)是太陽大氣層主要三層的第二層,厚度大約2,000公里,位於光球層的上方和過渡區的下方。 色球層的密度相當低,它起始處,也就是色球層的底部,密度只有光球的10−4倍;相較於地球的大氣層,更只有10−8。這使得它通常無法看見,只有在日全食的短暫時間可以看見它展現出略帶紅色的色調,顏色介於紅色和粉紅色之間 。 然而,若沒有特殊的設備,因為光球層壓倒性的明亮效果,通常是無法看見色球層。 色球層的密度隨著與太陽中心的距離增加而降低,從每立方公分1017顆微粒呈指數下降,或從大約到最外的邊界處為。溫度從內側邊界6,000K 到最低處大約是 3,800K,然後向外增加至外側與日冕過渡區交界處的溫度大約是35,000K。 圖1.呈現色球層的溫度和密度隨距離變化呈現的趨勢。 除了太陽,人類也觀察過其它恆星的色球層。.

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X射线

--(X-ray),又被称为爱克斯射线、艾克斯射线、伦琴射线或--,是一种波长范围在0.01纳米到10纳米之间(对应频率范围30 PHz到30EHz)的电磁辐射形式。X射线最初用于医学成像诊断和X射线结晶学。X射线也是游離輻射等这一类对人体有危害的射线。 X射線波長範圍在較短處與伽馬射線較長處重疊。.

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氦(Helium,舊譯作氜)是一种化学元素,其化学符号是He,原子序数是2,是一种无色的惰性气体,放电时发橙红色的光。在常温下,氦是一种极轻的无色、无臭、无味的单原子气体。氦在空氣中含量較少,但在宇宙中是第二豐富的元素,在银河系佔24%。.

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水(化学式:H2O)是由氢、氧两种元素组成的无机物,在常温常压下为无色无味的透明液体。水是地球上最常见的物质之一,是包括人类在内所有生命生存的重要资源,也是生物体最重要的组成部分。水在生命演化中起到了重要的作用。人类很早就开始对水产生了认识,东西方古代朴素的物质观中都把水视为一种基本的组成元素,水是中國古代五行之一。人體有百分之七十是水。.

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流體動力學

流體動力學(Fluid dynamics)是流體力學的一門子學科。流體動力學研究的對象是運動中的流體(含液體和氣體)的狀態與規律。流體動力學底下的子學科包括有空氣動力學和液體動力學。 解決一個典型的流體動力學問題,需要計算流體的多項特性,主要包括速度、壓力、密度、溫度。 流體動力學有很大的應用,比如在預測天氣,計算飛機所受的力和力矩,輸油管線中石油的流率等方面上。其中的的一些原理甚至運用在交通工程,因交通運輸本身可被視為一連續流體运动。.

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日冕

日冕(Corona,拼音:rì miǎn)是太阳大气的最外层(其内部分别为光球层和色球层),厚度达到几百万公里以上。日冕温度有100万摄氏度,粒子数密度为1015m3。在高温下,氢、氦等原子已经被电离成带正电的质子、氦原子核和带负电的自由电子等。这些带电粒子运动速度极快,以致不断有带电的粒子挣脱太阳的引力束缚,射向太阳的外围。形成太阳风。日冕发出的光比色球层的还要弱。 日冕可分为内冕、中冕和外冕3层。内冕从色球顶部延伸到1.3倍太阳半径处;中冕从1.3倍太阳半径到2.3倍太阳半径,也有人把2.3倍太阳半径以内统称内冕。大于2.3倍太阳半径处称为外冕(以上距离均从日心算起)。广义的日冕可包括地球轨道以内的范围。 白光日冕有3个分量:.

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