太阳的能量来历
话说地球的能量本家儿要来自于太阳辐射,太阳时时刻刻都在标的目的太空辐射庞大的能量。若是把这些能量比方当作钱的话,太阳每秒标的目的太空抛洒22万亿的钱,地球能捡到的钱大要有一万块,而最终被人类所利用大要也就是1块。那太阳这么多能量是咋来的呢?
太阳源源不竭的能量来自于它内核的核聚变反映,这其实和氢弹的道理是近似的。可是您发现没有?同样都是依靠核聚变反映,氢弹一会儿炸得渣都不剩,而太阳到现在已经燃烧了接近50亿年,并且它还会这样继续燃烧几十亿年,那这到底是为什么呢?
氢弹的道理
首先,我们先来聊一聊氢弹的核聚变。要领会氢弹的核聚变,我们就得先搞清晰什么是核聚变。这里的“核”指的是原子核。核反映现实上分为核聚变和核裂变。从字面意义上,我们其实也能知道,核聚变就是几个原子序数小的原子核发生融合,而核裂变现实上就是原子序数大的原子核割裂当作原子序数小的原子核。
在这个过程中,反映前后会有质量的损掉,这部门质量会以能量的形式释放出来,整个过程知足爱因斯坦的质能方程E=mc^2。
此中c是光速3*10^8m/s。经由过程方程,我们很轻易就发现,即即是损掉很少的一部门质量,也可以释放出庞大的能量。原枪弹操纵的就是核裂变,一般用元素铀作为原料。
而核聚变是氢弹的道理,一般用的是氢及氢的同位素。氢弹一般来说用到的是氘和氚,整个过程是:氘+氚→氦+中子+能量(1.76×10^7eV)。
要使整个反映得以进行并不轻易,这需要极其高的反映前提,对于温度的要求至少是上亿度。是以,为了可以或许达到整个反映温度,氢弹现实上并不“纯粹”,而是有核裂变和核聚变两部门组成。
科学家操纵的法子是先激发核裂变反映,经由过程核裂变发生X-射线来压缩并加热次级的核聚变燃料,以此来促使核聚变反映。
而我们要知道的是,太阳的内核温度大要是1500万度,这和上亿度还有很大的差距,照理说是不克不及激发核聚变反映的,那为什么太阳内核还能发生核聚变反映呢?
太阳核聚变的道理
太阳可以或许发生核聚变反映的最主要原因是:质量足够大。在46亿年前,在现在太阳系的位置四周有一片长达2光年的分子云,这片分子云发生了引力坍缩,在引力的感化下逐渐形当作了太阳,残剩的碎料组成了太阳系的其他天体。
太阳是太阳系的绝对本家儿宰,质量占有了整个太阳系总质量的99.86%。因为太阳质量十分庞大,是以,太阳自身的引力出格大,这就会挤压自身,使得自身的温度急剧升高,太阳内部是呈现等离子状况。
所谓等离子是指组成物质的原子中的电子获得足够大的能量,解脱了原子核的束厄局促,这时物质不再是常见的气、液、固三态,而是像“粒子粥”一样,各类原子核,光子,电子处处乱逛。
因为太阳自身的73%是由氢原子组成的,太阳内部又是呈现等离子态的。是以,太阳内部有73%的自由氢原子核(质子)。太阳内核的核聚变反映其实就是质子之间的融合,可是质子是带正电的,同种电荷相排斥,质子之间存在着静电斥力。只有降服静电斥力,才可以或许使得质子之间发生核融合。那反映为什么还会发生呢?
首先,当两个质子彼此接近时,会有极其低的概率在弱力的感化下,使得一个质子改变为一个中子,然后质子和中子连系就可以获得一个氘核。
这里多说一句,按照今朝的本家儿要理论,我们知道宇宙中存在着四个根基感化力,别离是强力、弱力、电磁力和引力。此中弱力和强力是感化在原子核层面的,而在日常生活中,除了引力之外,其他的力素质上都是电磁力,好比:弹力,撑持力等等。
在四种力中,引力是最弱的,其次是弱力,而强力则是最强的。弱力会改变粒子的种类,衰变素质上就是弱力在作祟。而在太阳内核中,弱力的感化可以使得质子改变为中子。
因为静电斥力的存在,弱力又其实是太弱了。发生这个反映的概率极其低,在太阳中的一个质子和其他质子相遇酿成氘核的事务可能要每10亿年才能发生一次,但若是可以或许激发这一步反映,后来的反映也就很轻易了。最终是4个质子经由过程核融合当作为一个氦核,同时释放出大量的能量。太阳内核本家儿要进行的核聚变反映被我们称为:质子-质子反映。
弱力对太阳核聚变的影响
因为太阳质量超等大,此中的质子数目极其复杂。即即是极其小的概率事务,到了太阳这里,也当作了一个大要率事务。不外,因为弱力其实太弱,反映不克不及像氢弹那样快速进行,而是很迟缓地燃烧着。那具体反映有多迟缓呢?
太阳内核的核聚变功率会跟着与太阳中间距离的增大而逐渐地削减,科学家经由过程模子计较就得出这样一个结论:太阳内核的核聚变功率密度大要是276.5 W/(m^3)。整个功率大要就是一个质量50千克的当作年人单元耗损功率的十分之一。所以,太阳能释放出如斯庞大的能量不是因为反映有何等猛烈,而本家儿要仍是因为太阳自身规模足够大。
若是弱力比此刻大10%,那么太阳的寿命就会缩短大要20%;若是弱力还要再大一点,可能还没有比及地球呈现人类,太阳就走标的目的了衰亡。是以,弱力衰到恰如其分的,正好也给人类的呈现埋下了很好的伏笔。







