神奇的太阳黑子

太阳光球上最引人注意的现象是太阳黑子,有时用肉眼就可以看见.太阳黑子形态丰富,变化多端,是天文学家和天文爱好者热衷研究的对象.那么,太阳表面为什么会有黑子?巨大的黑子群是否会对人类生活产生影响?在没有专业的设备的情况下我们是否能观测黑子?带着这些问题,让我们一起走近神奇的太阳黑子.     

太阳形成巨大黑子

<正>美国宇航局表示,2013年2月25日太阳表面在48小时之内形成了一个巨大的太阳黑子,其直径至少是地球直径的6倍。太阳黑子是太阳表面的黑点,是在太阳的光球层上发生的一种太阳活动,实际上是太阳表面一种炽热气体的巨大漩涡。此次太阳表面形成超大规模的太阳黑子,很快动荡成一个不稳     

太阳结构

太阳的外层大气,分为光球、色球和日冕三层.光球是我们看到的圆圆的红日,它是太阳大气的最里层,温度为6000℃,太阳光就是从这里发射的,太阳黑子也出现在这里.色球是中间层,温度为4800～8000 ℃,这里是太阳活动的"中央舞台",许多太阳活动都发生在这里.日冕是最外层,拥有上百万摄氏度的高温.日冕的温度为什么这么高?至今还是一个谜.     

图解天象·神奇的太阳黑子

太阳光球上最引人注意的现象是太阳黑子,有时用肉眼就可以看见.太阳黑子形态丰富,变化多端,是天文学家和天文爱好者热衷研究的对象.那么,太阳表面为什么会有黑子?巨大的黑子群是否会对人类生活产生影响?在没有专业的设备的情况下我们是否能观测黑子?带着这些问题,让我们一起走近神奇的太阳黑子.     

神奇的太阳黑子

太阳光球上最引人注意的现象是太阳黑子,有时用肉眼就可以看见。太阳黑子形态丰富,变化多端,是天文学家和天文爱好者热衷研究的对象。那么,太阳表面为什么会有黑子?巨大的黑子群是否会对人类生活产生影响?在没有专业的设备的情况下我们是否能观测黑子?带着这些问题,让我们一起走近神奇的太阳黑子。人类最早对太阳黑子的观测和记录,可以追溯到2000多年     

狂暴的太阳

太阳黑子 从望远镜里看,黑子是璀璨日面上的暗黑斑点实际上,它是光球上局部炽热气体在高速运动中形成的巨大漩涡.由于这里的温度比周围低1500℃左右,所以显得比它周围的区域暗,因此被称为黑子(又叫太阳黑子).黑子其实并不黑,它的温度高达3500℃左右!仔细观察可以发现,有的太阳黑子单个出现,有的则结成黑子群.黑子是太阳活动最重要的标志之一.     

给太阳黑子和彗星照张相

太阳黑子拍摄方法 太阳是一个炽热的发光气体球,从中心到边缘依次为核反应区、辐射区、对流层和大气层。太阳大气层从里到外分为光球、色球和日冕。通常人们看到的是太阳大气的最底层——光球,太阳光能几乎全部来自光球,太阳光谱也是在光球形成的。太阳大气十分活跃,通过望远镜经常可以看到黑子、耀斑、日珥     

基于毛玻璃的全日面太阳像平场测量和改正方法

全日面太阳光球像和色球像是监测太阳活动的主要数据,对望远镜观测的原始图像进行平场改正是数据处理过程中的基础工作.本文尝试利用毛玻璃测量全日面太阳光球和色球像的平场,通过理论模拟和实地测量验证了该方法的有效性.首先,模拟计算了太阳经毛玻璃扩散后在观测视场内形成的面光源的均匀性,其均匀度为99%,可以用来测量平场.其次,在全日面太阳光球和色球望远镜上的实验结果表明,本方法获得的平场像能够改正原始观测像中高频的脏点和光路不均匀性,因平场观测和常规观测图像中杂散光影响不同,导致平场改正像存在低频失真,但可通过理论临边昏暗图像对平场改正像进行低频信息修正.修正后的平场改正像与理论临边昏暗像相关系数达到0.99以上.最后,以HMI发布的光球像和GONG发布的色球像作为参考像,选取活动区所在小视场和宁静区大视场,分别与利用本方法实验改正后的光球像和色球像进行了结构相似度等方面的量化对比.对比结果表明,改正像的各项指标均优于原始像.本文提出的平场测量和改正方法简便易行,且容易实现自动化测量,为全日面太阳望远镜的平场测量和改正提供了新方法.     

太阳等离子体质量流量输出的给定方法初探

本文首次从MHD理论的角度,以光球磁场观测和K-日冕亮度的全日面观测为基础,对此问题作初步探讨.本文一个非常重要的理论新结果是:磁中性线区(即电流片区)是太阳等离子体质量输出最大的区域,与分析部分间接和直接观测数据所得定性结论一致.1 观测基础通过对太阳的连续观测,可在太阳自转一周的时间尺度内测得K-日冕偏振亮度和光球磁     

托卡马克边界等离子体密度梯度不连续对低杂波传播的影响

迄今为止,用低杂波驱动出等离子体电流,仍是有希望维持托卡马克稳态运行的途径之一.因此,研究低杂波在等离子体中的物理过程,仍是近年这方面理论和实验所关注的焦点.按照目前理论上的观点,低杂波在被等离子体完全吸收之前,通常要在其截止层和等离子体中心之间的区域往返传播多次,由于磁场剪切和环效应,低杂波的平行折射率 n将有较大的上移.n上移的大小,一般取决于低杂波环向模数 m 的变化,而波在传播过程中各物理量的变化是由一个常微分方程组——射线轨迹方程来描述的,因此,可以预想,初值和边界参数对方程组解的性质影响很大.下面我们将证明,由于托卡马克限制器的存在,使得边界等离子     

磁约束等离子体中的射频波电流驱动和流驱动

射频波可以进入聚变等离子体,通过无碰撞机制将能量和动量沉积于其中,在加热等离子体的同时,还可以驱动等离子体电流和等离子体流.等离子体电流的非感应维持是托卡马克类型聚变装置稳态运行的关键,而电流剖面的控制及等离子体流的存在对于抑制磁流体不稳定性、建立和维持高性能的约束模式至关重要,因此射频波电流驱动和流驱动在磁约束聚变等离子体物理研究中有重要意义.本文从等离子体中波与粒子相互作用的基本物理出发,对磁约束等离子体中射频波电流驱动和流驱动的研究现状、面临的挑战、以及可能的研究趋势进行了简要评述.几个关键问题被特别指出,包括:共振吸收机制与高密度下射频波电流驱动效率衰减的内在联系;非共振驱动机制的可行性探讨;从动量获取和动量弛豫的平衡关系出发探索共振机制下提高驱动效率的可能性;流驱动中射频波的直接驱动和间接驱动效应,尤其是射频波有质动力效应;射频波耦合和传播过程中复杂的非线性过程对电流驱动和流驱动的影响等.     

太阳上有水吗

美国亚利桑那州"凯特·彼克"天文台的天体物理学家们早于1995年宣布:太阳上有水,但它至少是以过热态的形式存在的。这一重大发现是美国天体物理学家借助"马克麦——彼斯"太阳望远镜,在近红外光谱区内对太阳上的两个黑子进行观测时作出的。尽管天文学家们确知,太阳黑子的温度较其周围光球层的温度低几千度,但无人指望能     

磁场重联中的螺度守恒

对高导电等离子体,Taylor认为电阻耗散仅限于局部地区,总螺度近似守恒.在这一假定下,Taylor成功地解释了实验室等离子体中反向场的形成和相关特征.若将螺度守恒应用于太阳大气,则发生在低层的磁场重联将导致螺度向上层日冕传输并不断积累,其后果是:(i)日冕中磁自由能增加,导致耀斑发生;(ii)所积累的螺度需要某种机制从日冕中带走,日冕物质抛射很可能属于这类机制.关于磁场重联过程中螺度近似守恒的性质,至今仍然是一种假设.本文采用二维耗散MHD模型,对这一假设进行检验.考虑直角坐标下的二维问题,y轴垂直于光球层向上.引入磁通量函数A(t,x,y),将磁场表示为略去重力,将二维三分量MHD方程化成无量纲形式:     

非周期多层电流片中的非稳态磁场重联

多层电流片是空间等离子体中一种普遍的现象.例如,太阳风中就观测到多层日球层电流片结构.在多层电流片中发生的各种动力学过程可能对太阳耀斑、日冕加热、太阳风与磁层耦合等有着重要影响.一些作者应用解析和数值方法讨论了双层或周期电流片中撕裂模不稳定性的特征,发现反对称模的增长率远大于对称模.本文的目的是应用磁流体力学模拟方法数值研究非周期三层电流片中的磁场重联过程,发现与周期电流片不同,这是一种复杂的非稳态磁场重联.随着重联过程的发展,初始的反向电流片将逐渐消失,并在相应位置形成一个大的磁岛. 对于二维((?)/(?)_z=0)二分量(B_z=0,V_z=0)问题,初始磁场取为B=B_x(y)i_x,且     

钛原子吸收振子强度F值的确定

在核聚变和等离子体物理中,对边界元素、以及靶丸原子参数、聚变等离子体过程的研究,振子强度是一个非常重要的物理量.因为从理论上解释等离子体的光谱特性、设计等离子体模型、预言等离子体行为、诊断等离子体的成分与性质都是必不可少的参量.此外,利用这个参量还可以为判断其它物理参数(如波函数等)的合理性提供判据.本工作选择了钛原子,采用束-箔技术通过测量能级寿命确定振子强度,得到了与我们利用量子力学理论计算相符合的结果.     

等离子体源离子注入离子鞘层及鞘层扩展动力学计算方法

综述了近年来国内外对等离子体源离子注入离子鞘层理论研究的进展情况. 介绍了研究离子鞘层扩展动力学所常用的几种计算方法并通过比较指出了其各自的优缺点及适用条件. 通过对一些计算结果的分析指出了在PSII实验中常见的样品表面离子注入不均匀等问题出现的原因及解决办法, 介绍了PSII方法用于柱状长管子内表面改性时的计算结果, 并力图展望今后PSII离子鞘层扩展动力学计算的发展趋势.     

耀斑前等离子体宏观不稳定性的几何判别

从1986年2月4日X_(■)/3B级耀斑前的光球、色球形态特征出发,用观测几何参量代替等离子体不稳定性的Kruskal-判别式中尚不能观测到的物理参量,对活动区的等离子体宏观不稳定性进行判别,用于耀斑的物理预报。     

基于表面等离子体共振效应的显示技术

表面等离子体共振构件中, 调制层材料的实部与共振波长存在单调函数关系, 调制层材料的虚部与共振强度存在单调函数关系. 基于该两种现象可以设计出新型的显示器件. 首先从理论上分别提出了波长和强度可控的显示单元, 而后提出了波长和强度可联合调控的显示单元, 进一步研究了具有8×8个显示单元的器件, 并给出仿真结果. 研究表明, 基于表面等离子体共振效应的显示器件可以直接控制每个显示单元的颜色和亮度, 而无需通过三基色合成, 具有分辨率高、对比度高、平面显示、高亮度、响应快等突出优点. 然而, 如果需要设计成实用的显示器件, 尚需深入研究调制层材料和工艺等.     

环向等离子体转动对离子能量输运的影响

托克马克等离子体的能量反常输运是等离子体物理及受控热核聚变研究中多年未解决的难题.通常认为,等离子体湍动导致了反常输运.但是,目前依然不清楚:湍动是反常输运的唯一机制或仅为机制之一?因此,其它途径的探索依然是必要的.本文从经典途径分析了等离子体环向流动(或转动)对离子能量输运的影响.这里的基本思想是这样的:托克马克等离子体的转动可使等离子体等压强面(或等内能面)与磁面分离、等T_i面与磁面分离(T_i为离     

垂直无碰撞激波中质子的混沌运动和加热

观测资料和理论计算都发现太阳风与高马赫数准垂直无碰撞激波作用后有一部分质子被激波反射.这些质子在垂直于磁场的方向上有很大的速度,它们将在回旋运动作用下再次向下游运动.当这些质子第二次与无碰撞激波相互作用后,大部分会越过激波进入下游区域,导致激波下游的质子呈非Maxwell速度分布.它们还引起下游等离子体温度的各项异性(T_┴/T∥》l),进而激发离子回旋波和镜波.这两种不稳定性造成高马赫数准垂直无碰撞激波的耗散,使激波上游的等离子体动能转化为下游等离子体的热能.McKean等还发现在激波区域存在较大温度各项异性处,同时产生离子回旋波和镜波,并向下游传播.