El origen del color del sol.

He aprendido tantos conceptos en astrofísica y, lamentablemente, lo he confundido todo... Permítanme tratar de ilustrar mi problema:

  1. Cuando una estrella está en secuencia principal, fusiona hidrógeno para producir helio y energía que se emite principalmente como luz (esto es lo que aprendí al ver algunos videos de YouTube)

  2. Además, una estrella es un cuerpo negro y tiene un espectro que se ve así:ingrese la descripción de la imagen aquí

  3. Además, si divido la luz que proviene del sol, obtengo un espectro de emisión de algunos colores que corresponden a los colores absorbidos por los elementos en la superficie del sol.

Para terminar con lo que estoy confundido...

¿El proceso es así?...

  1. Durante la fusión del hidrógeno, la energía se emite en forma de ondas EM.

  2. La cantidad de los diferentes tipos de ondas EM se muestra en la curva de arriba

  3. A medida que las ondas EM ascienden por la superficie, son absorbidas por los elementos de la superficie y luego vuelven a irradiarse... este es el espectro de emisión

Tengo problemas para vincular los diferentes conceptos y los artículos en la red complican aún más las cosas... ¿alguien podría decirme qué parte de mis conceptos está mal?

Respuestas (2)

La luz que vemos proveniente del Sol se debe principalmente a la radiación del cuerpo negro en su superficie. El espectro de la radiación del cuerpo negro es de origen estadístico y, siempre que haya suficientes procesos que contribuyan a él, el espectro del cuerpo negro es independiente de los detalles microscópicos y depende únicamente de la temperatura. Hay una discusión sobre esto en las respuestas a la pregunta ¿ Cuáles son los diversos mecanismos físicos para la transferencia de energía al fotón durante la emisión del cuerpo negro? .

Es cierto que las reacciones de fusión en el núcleo del Sol emiten fotones, pero esto es solo una parte de la producción de energía. La energía también se produce como energía cinética de los neutrinos y los núcleos de helio. Independientemente de cómo se emita la energía, se termaliza rápidamente con el plasma y termina como energía cinética de los componentes del plasma (principalmente protones y núcleos de helio). La energía llega a la superficie por una mezcla de convección y radiación y termina calentando la superficie a unos 6.000K. La superficie emite radiación de cuerpo negro principalmente debido a la formación de dipolos transitorios.

Los diferentes espectros que proporciona en su pregunta se deben simplemente a las diferentes temperaturas de la superficie. Los espectros de la superficie no están relacionados exactamente con lo que sucede en el núcleo.

Entonces, la fusión de hidrógeno en el núcleo produce energía que llega a la superficie del sol en forma de calor. ¿Esta energía calienta la superficie y eleva la temperatura, lo que a su vez hace que la superficie emita radiación de cuerpo negro... y el color que vemos se debe a la longitud de onda máxima? Leí la respuesta vinculada pero era demasiado avanzada para mí.
@Eliza: sí, tu descripción es básicamente correcta.
Solo por curiosidad, ¿este concepto es análogo a calentar una pieza de acero... el acero se vuelve primero rojo y si lo caliento más, rojo anaranjado... En el caso de las estrellas, el "calentamiento" lo proporciona la energía nuclear? la fisión del hidrógeno y el "acero" es análoga a la superficie del sol?
@Eliza: ¡sí, exactamente! Si calienta su hierro a 5.700 K, producirá luz con el mismo espectro que el Sol (bueno, no lo haría porque el hierro se habría vaporizado a esa temperatura, pero en principio el espectro sería el mismo). La radiación de cuerpo negro es un fenómeno universal.
Entonces, ¿cualquier objeto puede ser un cuerpo negro y la radiación que emite depende de la temperatura?
@Eliza: sí. Por ejemplo, usted y yo emitimos radiación de cuerpo negro con un espectro correspondiente a una temperatura de 36,8 °C (o la temperatura de la piel que sea). El espectro está relacionado con la temperatura por la ley de Planck .
teóricamente hablando, en referencia a las curvas dadas por la ley de Planck, ¿mi piel está emitiendo pequeñas cantidades de radiación de luz visible junto con la gran cantidad de radiación IR?
Eliza - 1) sí, emites un poco de luz con solo estar caliente. 2) Lo siento, pero la mayoría de los objetos (en el mundo cotidiano) no son cuerpos negros. Varios materiales, incluida la piel, tienen absortividad y emisividad (búscalas) que no son 1, y tener ambas iguales a 1 es la marca de un cuerpo negro. En realidad, los cuerpos negros realmente buenos para usar en laboratorios son bastante caros.
@Eliza: en principio, estás emitiendo una pequeña cantidad de luz visible. Tendría que hacer el cálculo para saber cuánto. WhatRoughBeast tiene razón al decir que los verdaderos cuerpos negros son raros, pero en la práctica la mayoría de las cosas tienen un espectro de cuerpo aproximadamente negro.

Producción de Líneas de Emisión de Hierro al Sol

ESPECTRO DE EMISIÓN DEL HIERRO

λ 4000A 5000A 6000A 7000A

T 7250K 5800K 4800K 4150K

PLASMA (100 %) PLASMA (10 %)+ VAPOR (90 %) PLASMA (1 %)+ VAPOR (99 %) VAPOR (100 %)

El espectro de emisión visible del hierro contiene alrededor de doscientas líneas de emisión de violeta a rojo que representan la gran cantidad de pérdidas de energía de electrones cuando los electrones caen de un nivel de energía cuántica más alto a un nivel de energía cuántica más bajo.

Un átomo neutro de 56Fe tiene una configuración electrónica de 2, 8, 14, 2

Dentro de la fotosfera del Sol, los núcleos de hierro por encima de 7250 K comienzan a recolectar electrones en el nivel de energía más bajo (2) y, en el proceso, la energía fotónica en longitudes de onda inferiores a 4000 A se emite como luz ultravioleta.

A medida que los núcleos de hierro se enfrían aún más, los electrones caen progresivamente en el segundo (8) y el tercer (14) niveles de energía produciendo progresivamente fotones en (5800K 5000A verde), (4800K 6000A naranja) y (4150K 7000A rojo )

Los dos últimos electrones de valencia producen radiación infrarroja a temperaturas inferiores a 4150 K.

El hierro cambia de Vapor a Líquido a 3000K

La densidad de energía de las líneas de emisión azul, índigo y violeta es mucho mayor que la densidad de las líneas de emisión roja, naranja y amarilla, lo que se debe a la temperatura más alta en las líneas de emisión azul, índigo y violeta. La densidad de energía de las líneas de emisión Verde se encuentra entre las de Violeta y Roja.

joel sabroso

No está muy claro qué punto estás tratando de hacer.
El origen del color del sol.
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