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内容摘要： 由于太阳长期发射质子，使得太阳带有负电。太阳上的物质在行星的带动下，会以赤道为中心，朝太阳自传方向相反的方向流动，在流动的过程中，赤道两边会形成涡流，带负电的涡流会产生磁场，强大的磁场把原子核的磁极统一在了一个方向上，由于原子在原子核的两极上不会发射光子，所以我们看到太阳黑子的光线较暗，即太阳黑子其实是带负电的太阳上形成的巨大涡流产生了的强磁场引起的。 关键词：太阳、黑子、磁场、耀斑、台风、漩涡。 一、太阳核子的特征 关于太阳黑子，打开网页，你会找到很多，这里我就没有必要细说，我只想根据人们对太阳黑子的认识，总结几点太阳黑子的特征。 1、太阳黑子分本影和半影，中间为本影，光线最暗，大约凹陷下去 500千米。本影的外围是半影，光线较暗。 2、太阳黑子具有漩涡状结构。 3、太阳黑子具有很强的磁性。 4、太阳黑子活动有周期性，平均周期为 11年。有时短，有时长。 5、太阳黑子一般成对出现，两个黑子的磁极相反，在西部的是前导黑子，在东部的是后随黑子。太阳黑子有时是成群出现，也有单个出现情况。 6、太阳黑子的大小不等，相差较大，小的只有 1000千米，大的有 20万千米。 7、太阳黑子的寿命也不等，短的只有两三小时，长的有几十天。 8、太阳黑子会发生爆发，产生耀斑，放出大量能量，产生各种射线和高能粒子。 如图1。 （ 参考文献1 ）
9、太阳黑子只在纬度± 8°和± 45°之间存在，在± 30°的地方最容易产生。 10、太阳黑子形成后，逐渐向低纬度移动。 二、现在人们对太阳黑子形成的看法
对于黑子的本质，目前还没有肯定性的结论。关于黑子的变暗有两种不同的看法。早在
1941年比尔曼就首先提出﹕
黑子的变暗是由于强磁场抑制光球深处热量通过对流向上传输的作用造成的。
1974年帕克提出的另一种看法是：黑子的变冷是由于非辐射能量传输的增强，把黑子中能量大量转移到黑子之外所造成的。 上面是以前人们对黑子形成的一些猜测，我们再看看下面的事实。 科学家选择了１９９８年的一个大型太阳黑子作为研究对象。他们发现，在这个太阳黑子的下层存在一股向太阳内部方向运动的等离子体流。这一等离子体流先以较慢的速度运动，当到达距表面４８００公里处时，运动的速度突然加快。这种现象表明太阳黑子之下存在一个温度较高的区域。科学家说，向下的等离子体流减少了太阳在黑子区域释放的热量，这可以用来解释为什么太阳黑子比太阳光球层其它区域的温度低。 （ 参考文献3 ） 1909年发现半影夫琅和费线有一定的位移 ﹐使谱线轮廓出现不对称。经过测算 ﹐这种位移相当于每秒 1～ 3公里的径向速度。因此认为在黑子(主要在半影 )里有物质沿著径向运动﹐ 在下层有物质流出﹐ 而在上层则流入。 近年来对黑子进行高分辨率观测 ﹐发现黑子内存在精细结构。首先表现为黑子内磁力线随深度有很强的扭转和旋 涡结构。 （ 参考文献4 ） 上面介绍了现在人们对太阳黑子产生的推测，和太阳黑子的一些特征，下面我论述一下我的观点，请大家比较，看哪个更合理。 三、太阳黑子的真面目 种种迹象表明，太阳黑子是旋转的气流，这已经是不可否认的事实。既然是旋转的气流，那我们就对照一下地球上的旋转气流，它们一定有类似的特性。 地球上的最大旋转气流那就是台风，我们现在看看台风的特征。 如图2（参考文献5） 和图3 （ 参考文献6 ）。
从图中看出，这不正是人们认识到的太阳黑子的结构吗。中间低，外围高；上层物质流入，下层物质流出；具有漩涡结构。由此可以推断，太阳黑子其实就是太阳上的“台风”。 也许你会提出这样的问题，如果太阳黑子的结构与台风相同，那么下面的物质就要向上运动，下面的物质温度高，发出的光应更强，怎么会出现太阳黑子光线暗的现象？ 你说得很对，太阳黑子的温度就是比其它地方高，太阳黑子会发生耀斑爆发完全可以证明这点，请看下面的事实。 1859年 9月1 日，两位 英国的 天文学家分别用高倍望远镜观察太阳。他们同时在一大群形态复杂的黑子群附近，看到了一大片明亮的闪光发射出耀眼的光芒。这片光掠过黑子群，亮度缓慢减弱，直至消失。这就是太阳上最为强烈的活动现象 ——耀斑。由于这次耀斑特别强大，在白光中也可以见到，所以又叫 “白光耀斑 ”。白光耀斑是极罕见的，它仅仅在太阳活动高峰时才有可能出现。耀斑一般只存在几分钟，个别耀斑能长达几 小时。在耀斑出现时要释放大量的能量。一个特大的耀斑释放的总能量高达 1026焦耳，相当于100亿颗百万吨级氢 弹爆炸的总能量。耀斑是先在日冕低层开始爆发的，后来下降传到色球。用色球望远镜观测到的是后来的耀斑，或称为次级耀斑。 （ 参考文献7） 在太阳黑子上方发生耀斑，这是不可否认的事实，发生耀斑，就意味着发生了爆炸，那就说明温度高，并且是温度比别的地方高得多。 温度高怎么会光线暗，这我们要从原子的发光原理说起。 原子核外的电子在第一个轨道上运动的时候能量最低。轨道愈往外，能量愈大。不同的轨道，对应不同的能量。所以，我们就给了它一个专门的名词，叫做 "能级"。里面的轨道能量低，叫低能级；外面的轨道是高能级。其次，核外的电子可以从一个轨道跳到任意的另一个轨道上，或者说从一个能级跳到任意的另一个能级，这时就有能量的变化。如果它从高能级跳到低能级，能量减小了，减小的这部分能量会以光的形式辐射出来。 （ 参考文献8） 也就是说光子是电子在原子中发生能量跳迁时产生的，是由高能级跳入低能级产生的，是由外层跳入内层产生的，如图 4中的a 和b。
电子在核外运动的规律是，电子受的络仑兹力总是向外的，那么同一原子轨道中两个电子的运动方向必须相同，并且同一原子中所有电子的运动方向也基本上是相同的，任何一个电子的运动方向与s 轨道上电子的运动方向之间的夹角不可能超过90° （ 参考文献9 ），也就是说，电子不可能运动在原子核的两极上，如图 5。
说到这里你就会想到，如果在强磁场的作用下，把所有的原子核的磁极都统一在一个方向上，那么在原子核的两个磁极上不是就不会产生光子吗？ 黑子产生极强的磁场，这是公认的事实，这样的磁场完全可以将大部分高温原子核的磁极统一，磁极正对着我们，所以黑子向我们发射的光子自然会减少，即我们看到黑子是黑的。 强磁场把原子核的磁极统一后，在原子核两极的方向上不易发射光子，这是必然的，因此，太阳黑子才会出现温度高光线暗的反常现象。 台风在地球赤道的南北两侧形成，太阳黑子也是在太阳赤道的两侧形成。台风是旋转的气流，太阳黑子也是旋转的气流。台风中间低，周围高，太阳黑子也是中间低周围高。台风是空气下面热上面冷形成的，太阳上的温度也是下面热上面冷。台风和太阳黑子如此的相似，你还会否认太阳黑子就是太阳上的“台风”吗？ 黑子的磁场是怎样产生的？这个问题很简单，你也能回答出来。如果我先告诉你，黑子是旋转的气流，它会产生磁场，然后问你，黑子的磁场是怎样产生的，你一定会说，黑子带着电。 黑子带不带电，那就要看太阳带不带电。你 知道太阳粒子事件吗，太阳粒子事件是太阳上发生耀斑（指太阳色球层有时发生局部区域的短暂增亮现象）时发射出的高能带电粒子。它的主要成分是质子，也称为太阳质子事件或太阳爆发。 （ 参考文献10 ）。我们已经知道太阳爆发经常发生，即太阳一直发生质子亏损现象，质子带有正电，太阳怎么会不带负电，太阳带有负电，黑子自然也就带有负电。 黑子产生磁场的问题是解决了，那为什么前导黑子与后随黑子的磁极相反？这是由两个因素决定的，一个因素是磁场总是趋向于形成闭合磁场，因此它会诱导产生磁极相反的黑子。另一个因素是左旋物质与右旋物质的接触没有摩擦力，就像两个接触的齿轮一样，一个左旋，另一个一定是右旋，带电相同，旋转方向相反，磁极自然相反。 前导黑子与后随黑子磁极相反的现象是解释了，那为什么赤道两侧的前导黑子的磁极是相反的？在回答这个问题前，我先问问你，为什么地球上的潮流是由东向西流动的？为什么地球上的空气在赤道上也是由东向西流动的？这是因为月亮和太阳对地球产生的 万有摩擦力 （引潮力）引起的。【万有摩擦力是物体垂直切割引力线运动时所受到的阻力。 （ 参考文献11 ）】。地球由西向东自传，那么地球上的物质，在月亮和太阳对它产生万有摩擦力的作用下，就会受到向西的作用力，因此，地球上的流体会以赤道为中心向西流动。 由于万有摩擦力的存在，在行星的影响下，太阳上的物质也会受到阻力，太阳的自传方向也是由西向东，那么太阳上的物质也会受到向西的作用力，即向西流动，由于赤道上物质的旋转速度最大，受到的万有摩擦力也最大，物质向西流动的速度也就最大。即太阳的赤道就是物质向西流动的中心。 我们在观察河流时会发现，河流两边漩涡的旋转方向总是不同的，这是因为中心的水流速度最快，越靠两岸水流越慢，这就引起产生的涡流一边是左旋，另一边是右旋如图 6。太阳南北半球黑子的旋转也是如此。
南北前导黑子旋转方向相反的现象是解释了，那又如何解释一般情况下黑子分布在大约纬度± 30°的地方，然后逐渐向低纬度移动，在± 8°处消失的现象。要回答这个问题，我们首先看看地球上大气的流动。 如图7（参考文献12 ）。
从图中看出，纬度± 30°的地方正是风向改变的地方，自然是最容易形成旋转气流的地方，太阳与地球有它们的类似性，所以有黑子容易在± 30°的地方形成的现象。又因赤道上气流的流速最快，流体的特征是， 流体在流速大的地方压强较小，在流速小的地方压强较大 （ 参考文献13 ）。即在赤道上压强较低，黑子自然会向赤道移动。 按照上面的解释，那怎么解释南北前导黑子的磁极每隔 11年（一个周期）变化一次的现象呢？在有关太阳黑子的所有问题中，只有这个问题我还真的无法解释，根据我的推测，如果前导黑子的磁极的确发生改变，那就应该是每半年改变一次，而不是 11年改变一次，因为木星是太阳系中最大的行星，它的质量超过了其它行星总质量的 2倍，是地球质量的 318倍，因此对太阳产生的万有摩擦力起主导作用的是木星，那么对木星而言，前导黑子的磁极是不应该改变的，对地球而言，地球和木星在太阳的同一侧时是一种情况，分别处在太阳的两侧时又是另一种情况。木星的公转周期是地球的 12倍，即地球在一年内，几乎是半年与木星在太阳的同一侧，半年与木星在太阳的两侧。因此在地球上观测黑子，有可能前导黑子的磁极每半年变化一次。关于这点只是个推测，有待证实。如果前导黑子的磁极的确是 11年变化一次，那么这个现象就请大家共同思考，另寻解决办法。 太阳上的黑子活动，与地球上的潮汐变化非常类似，地球上的潮汐变化是由月亮和太阳决定的，而太阳上黑子的多少是由行星决定的，起主导作用的是木星，其它行星只起辅助作用。即 太阳黑子的本质是行星引力场在太阳表面引起的气体旋涡。 （ 参考文献14 ） 参考文献 1. 百度百科 http://baike.baidu.com/view/492007.htm 2. http://samuel.lamost.org/basic/dict/baike/twdbk27878.html 3. 解放军报社 http://www.pladaily.com.cn/gb/pladaily/2001/11/09/20011109001128_it.html 4. 章振大 http://samuel.lamost.org/basic/dict/baike/twdbk27878.html 5. 百度百科 http://baike.baidu.com/view/951.htm 6. 侠名 http://www.geoedu.cn/Article/jiaoan/gaosanjiaocan/200609/Article_20060916174431_29412.htm 7. 百度百科 http://baike.baidu.com/view/953.htm 8. 张旭 http://www.xjltp.com/yztw/twxb/0djq.htm 9. 杨发武http://sea3000.net/yangfawu/1.php 10. 陈宁 http://www.costind.gov.cn/n435777/n435783/108688.html 11. 杨发武http://sea3000.net/yangfawu/7.php 12. 人民教育出版社地理社会室编地理上册 2003 13. 周一东 http://zhouzhuren.123ye.com/infoAction.do?method=show&infoId=255126 14. 徐万民http://sea3000.net/xuwanming/hezi.php
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杨发武 （yangfawu185@126.com） 上传2007.10
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