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第七节 太阳黑子的起源 一、什么是太阳黑子 最常见的太阳活动是太阳黑子。太阳黑子是太阳表面灼热气体的巨大旋涡，内部气体的运动速度达2000米/秒它的温度约4500摄氏度。太阳黑子由暗黑的本影和在其周围的半影组成，形状变化很大，最小的黑子直径只有一千公里左右，没有半影， 而最大的黑子直径比地球的直径还大几十倍，可达20万公里。一个发展完全的黑子由较亮的半影围绕着暗黑的本影组成，形状很不规则，以椭圆形居多。它们经常成对或成群出现，在日面上移动、发展直至消失。黑子的寿命长短不一，短的只有几小时，少数长的可超过一年，平均寿命为1～2个月。 为什么说太阳黑子一团炽热气团的涡流？这样说的理由是： 1、许多黑子的相片上有涡旋结构。 2、太阳黑子总是伴随着很强的磁场。1908年美国威尔逊山天文台的天文学家海尔通过光谱线的塞曼效应首次测到太阳黑子的磁场。一般说来太阳黑子具有三、四千高斯的强磁场。 太阳表面灼热气体的巨大旋涡可以看成是一个巨大的旋转体，巨大的旋转体就一定会磁场，因此黑子一定有很强的磁场，目前没有发现不带磁场的黑子。黑子本影中心场强约2000～4000高斯，在半影与太阳光球的边界附近逐渐减少至1000～1500高斯。因此从太阳黑子有磁场就可判断太阳黑子是一个旋涡。 3、太阳表面灼热气体的巨大旋涡会带动空间中的电磁以太，产生一个巨大的电磁以太的涡旋，请注意，这个巨大的电磁以太的涡旋——强磁场是由太阳表面灼热气体的巨大旋涡产生的，因此，太阳表面灼热气体的巨大旋涡的动能变成了巨大的磁场能，从而减少了太阳表面灼热气体的巨大旋涡动能，因此，太阳表面灼热气体的巨大旋涡的分子运动就比太阳上其它地方分子运动要慢一些，温度也就会低一些，当然也就会变黑一些。这也就是太阳黑子为什么会黑一此的根本原因。同时黑子越大，它所带动而产生电磁以太的涡旋也越强，磁场也就会越强。实际观测正是这样的，大黑子的磁场强度可达4000高斯。 4、太阳的内部运动越剧烈，产生的涡旋也就越剧烈，产生黑子越多，因此黑子越多，太阳活动也就越烈，从而整个太阳越亮。这与观测是一致的，因为已观察到太阳上黑子高峰期比低峰期亮度增加0.1%。从黑子越多不是太阳活动越弱，而是太阳活动越强，这就从另一个侧面说明太阳黑子是太阳上的龙卷风更加合理。 二、太阳黑子的基本规律 太阳黑子很少单独活动。常常成群出现。活动周期大约为十一年。一个发展完全的黑子由较暗的核和周围较亮的部分构成，中间凹陷大约500千米。黑子经常成对或成群出现，其中由两个主要的黑子组成的居多。位于西面的叫做“前导黑子”，位于东面的叫做“后随黑子”。一个小黑子大约有1000千米，而一个大黑子则可达20万千米。 通过长期的观测，人们还发现太阳黑子在日面上的活动随时间变化的纬度>分布也有规律性。一开始，几乎所有的黑子都分布在±30°的纬度内，太阳活动剧烈时，它往往出现在±15°处 ，并逐步向低纬度区移动，在±8°处消失。在上一个周期的黑子还没有完全消失时，下一个周期的黑子又出现在±30°纬度附近。如果以黑子的纬度为纵坐标，以时间为横坐标，绘出的黑子分布图很像蝴蝶>，因而称作蝴蝶图。许多专家对蝴蝶图的含义进行了研究，但是直到现在还没有确定的结论。 太阳黑子活动呈周期出现，两次极大间的间隔平均为11.2年，叠加有一个为期80年的低幅度的周期。在黑子群周围常出现耀斑，发出的辐射和粒子同地球磁场和电离层相互作用会使地球上的短 波无线电通讯中断并出现极光。 一般说来，在一个黑子群中，都有两个较大的黑子位于西面的叫做“前导黑子”，位于东面的叫做“后随黑子”。测量表明这两个黑子的磁场极性往往相反，如果一个是N极，另一个就是S极，这极的黑子群称为双极群。如为黑子群很大，结构特别复杂，则其中黑子的磁极性杂乱无章，毫无规则，这样的黑子群称为多极群。偶尔在日面上也会出现孤零零的一个黑子，只有一个磁极，这叫做单极群。 在大量观测结果的基础上，海尔特别注意双极黑子群在是面上的分布特点。如果以太阳赤道为界，把双极群按南北分开研究，海尔发现三条非常有趣的规律： 1、在同一个半球内，双极群的磁极性分布是相同的。例如在北半球，一个双极群的前导黑子磁极为N，后随黑子的磁极性一定为S，则所有其它双极群的极性分布也都如此。 2、不同半球内双极群的的极性分布恰恰相反。如上例，在南半球，一个双极群的前导黑子磁极一定为S，后随黑子的磁极性一定为N，所有其它双极群的极性分布也都如此。 3、在太阳活动的每个11年的周期过程中，双极群的这种分布规律保持不变。而当下一个11年周期开始后，太阳整体磁场反转，双极黑子群的磁极性分布规律也恰好与上一个11年周期完全相反。 三、电磁以太涡旋和旋转体磁效应的铁证 太阳黑子为什么有以上的三条规律呢？ 美国麻省理工学院机械工程系的系主任谢皮罗教授敏锐地注意到：每次放掉洗澡水时，水的漩涡总是向左的旋的，也就是逆时针的。他认为这并非偶然，而是一种有规律的现象。1962年，他发表论文，认为这漩涡与地球自转有关。如果地球停止转动的话，拔掉盆的塞子，水不会产生漩涡。由于地球不停地自西向东旋转，而美国处于北半球，地球自转产生的科里奥利力便使洗澡水朝逆时针方向逆转。 谢皮罗认为，北半球的台风都是逆时针方向旋转，其道理与洗澡水的漩涡是一样的。他断言，如果在南半球，则恰恰相反，台风和洗澡水将按顺时针形成漩涡，在赤道则不会形成漩涡。世界各地的试验结果表明，谢皮罗的论断完全正确。 只要把太阳黑子看成是太阳上的台风；把磁北极在上的太阳黑子看成是逆时针旋转的太阳台风，把磁南极在上的太阳黑子看成是顺时针旋转的太阳台风；把太阳总体磁场看成是太阳自转方向，即磁北极在上时是逆时针自转，磁南极在上时是顺时针自转。以上三条规律就完全可以用谢皮罗的理论解释得清清楚楚。 1、如果太阳逆时针方向自转，在太阳北半球，有一团炽热气团向下运动，太阳的自转便会产生一个科里奥利力，形成一个逆时针的漩涡，也就是一个磁极性为N的太阳黑子。考虑到太阳深处自转会慢一些，这个逆时针的漩涡便会向后弯曲。又由于异性磁极会互相吸引，这个逆时针向后弯曲的漩涡又会浮起，炽热气团浮起时，科里奥利力方向相反，漩涡的方向也由逆时针变成顺时针方向，其磁极性为S。总的来看，形成一个马蹄形的漩涡。就象一个蹄形磁铁。这就是一个双极群的前导黑子和后随黑子的产生过程。其它所有双极群的太阳黑子极性和产生也都是如此。 2、不同半球内双极群的的极性分布恰恰相反，因这太阳的自转产生的科里奥利力相反。在太阳南半球，一个双极群的前导黑子磁极一定为S，后随黑子的磁极性一定为N，所有其它双极群的极性分布也都如此。 3、在太阳活动的每个11年的周期过程中，由于太阳自转的方向不变，双极群的这种分布规律当然保持不变。而当下一个11年周期开始后，太阳整体磁场反转，也就是等同于太阳自转方向相反，太阳的自转产生的科里奥利力相反，双极黑子群的磁极性分布规律当然也恰好与上一个11年周期完全相反。注意这里的太阳自转方向不是指太阳表面的自转方向，是指太阳整体的自转方向。前者的方向不会改变，而后者有周期为11年的变化。 因此，太阳黑子是电磁以太涡旋和旋转体磁效应存在的铁证。 ------------------------------------------------------- 《自然折哲学的力学原理》是一本什么样的书？它： 弥补牛顿力学的严重缺陷；挑战爱因斯坦相对论；有中国时空特色和力的大统一； 彻底弄清时间和空间；深刻揭示力、电、磁、光的的物理本质；天体演化的新观点；地壳为什么会消亡；集科研和科普于一体；中学生能大体读懂。 要看该书请点击：http://yebo.nease.net/000001.htm> |