太阳是什么颜色的？ | No.42
鞭炮声此起彼伏，
有种除夕再现的错觉，
恍然大悟今天已经是正月初七，
好多人开始上班了，
当然还有好多在放寒假的童鞋~
新的一年新的开始，
也祝大家能够开开心心，工作顺利！
工作学习之余小小的放松一下，
看下我们新鲜出炉的问答吧~
By 阿西
A
钟摆波就是这样一个东西，请戳下面网址看视频www.56.com/u72/v_NjM2MzkxMDk.html。它的律动就是因为不同摆长的单摆周期是不同的，所以不同球之间的相位差不固定，所以在一段时间之后波形会改变。不同摆长的球相遇的位置不断变化，所以图案就会复杂多变。相信看了视频再想一下你就会懂了。
为什么真空中光速大于其它介质中的光速？
By 北落师门
A
我们知道光就是电磁波，电磁波会对电荷产生作用。介质中存在带电的电子和原子核，光通过介质时会对这些粒子产生作用，而我们又知道，带电粒子在往复运动的过程中会发射电磁波，和原始光场相互叠加，在最终的表观效果上显现出变慢的光速。注意，无论是原始光场还是诱导的光场其传播的速度都是真空中的光速，光速变慢是一种表观等效。
恒星那么大，那么远，怎么测出它的大小，质量的？
by 金红
A
首先通过望远镜测量视星等（恒星看起来的亮度）与光谱。其次根据视星等与光谱可以直接得到恒星温度，而温度与质量有非常强的相关关系，因此对不同的恒星可以根据相应关系直接利用温度求出质量。然后根据三角视差法、周年视差法、哈勃关系、变星测距等方法可以测量出恒星与地球之间的距离。进而根据视星等，与距离可以计算恒星光度。最后对于一般的恒星，根据斯特藩-玻尔兹曼定律，光度与恒星半径平方以及温度的四次方成正比，就可以解出恒星半径；对于较近且较大的恒星，也可以采用Michelson干涉法、掩食法等方法直接进行测量。
变压器的原理是什么？大家所熟悉的特斯拉线圈也用到了变压器。那么几个绕组围住一个铁芯就能增大电压呢？
By 迷榖
A
变压器是一个使交流电变为其他电压的交流电的设备。基本原理就是电生磁，磁生电。到主线圈内通过正弦式交流电时，会在线圈内部产生周期性变化的磁场。磁场的周期性变化又会使得副线圈内感应出正弦式交流电。铁芯的存在使得磁场几乎没有损耗。理想条件下，由于线圈感应出的磁场和产生副线圈电流的磁场几乎没有变化，通过电磁感应的规律我们知道，输入电压和输出电压之比和主线圈和副线圈的匝数比相等，那么。我们调节两个线圈的匝数比即可完成变压。
这样的变压器还有一个问题，除了线圈有电阻产生损耗（铜损）外，还有铁芯产生的涡流产生损耗（铁损）。即便如此，这样的变压器效率依旧很高。
如果有足够长的杆，轻轻一转，尾端会不会超过光速？
By 超级蜥蜴人
A
首先就这个问题本身来看，对于一根足够长的杆，要使它尾端超光速是不可能的。因为你要用趋近发散的力矩来加速长杆达到这样的转动状态。由相对论可知，长杆的尾端物质在速度趋近光速时，其质量会增加趋近发散。因此你加速长杆转动的力矩也会相应增加且趋近无穷大，这从理论上就避免了尾端物质超光速的可能。
其次这个问题可以进一步发掘，对于一束从足够远处射在一块巨幕上的光，你只要轻轻转动光源，那么照在巨幕上的光斑移动速度就会超光速。这时候超光速是的的确确地发生了的，但是这并不违背相对论。因为你可以考虑这个光斑的形成机制，是一粒粒光子轰击在巨幕上形成的亮点集合。因此光斑本身并不是携带能量传播的客体。为区分是否携带能量的客体的速度，在物理上有“群速度”和“相速度”的概念。举个例子，生活中一个电钻在一个墙上钻洞，你会觉得电钻钻头的螺纹在旋转时高速前进（理发店外边装饰物中常有惹人目眩的旋转螺纹），但这只是一种错觉，因为螺纹的移动是“相速度”。而电钻甚至可能钻不进墙，电钻前进速度为零，此时方才对应的是“群速度”。在天文观测中也有视觉效应造成的超光速。视运动速度存在超光速的可能，而这也是“相速度”，被观测天体的实际运动速度才是“群速度”，绝对地低于它所在参考系下的光速。
你好，我想问一下，太阳在太空中拍摄为什么是红色的呢？如果本身是红色的为什么照到了地球是透明光呢，还是说一般的图片被处理过了。
By Irony
A
这个问题可以分成两部分：
（1）太阳到底发出的是什么光？
（2）我们拍到的照片到底是什么色？
物体辐射的光一般呈谱分布，也就是说在电磁波谱上从微波到紫外，甚至到γ射线都有分布。太阳，这么一个很好的黑体（即不透射也不反射，能吸收掉所有外来的辐射的物体），它的辐射谱大致服从普朗克定律，
图：太阳光谱和黑体辐射谱。光谱上的小凸起和凹陷是由光球层上部稀薄气体原子吸收所致。
这么一个光谱就包含了太阳发出的光的所有信息。它既有红外线，也有可见光，或者紫外线，甚至γ射线等（图中没有显示）。
那么我们在太空中拍到的太阳是什么色的呢？其实这个问题并不准确，因为色彩只是我们的一种感觉。我们应该问，我们拍到的太阳是那个波段的光？——这要视研究的问题而定了，可以是红外段，紫外段，或者γ射线、X射线等。仪器设备收集到这些数据，但很遗憾我们人眼只能看到可见光这一小区间内的光，所以为了方便我们人眼观看，把数据合成可视图片：
所以呈现在你眼前的太阳图片是什么颜色并不重要，重要的是它所代表的波段告诉你了什么信息。
当包含了整个光谱的太阳光进入到地球大气层后，由于大气的吸收，只有可见光（和10cm电磁波）能够到达地面——
图：大气层对各种波段电磁辐射的不透明度。
这就相当于我们头顶有这么一个天窗，它只允许可见光进入；太阳光谱又恰好在可见光波段强度最大；而我们又“恰好”进化出能够感知到可见光的眼睛。太阳、地球大气、我们的眼睛，这一切“恰好”似乎很奇妙！
本期答题团队：
理论所 W.Jia、清华 物理系41的同学、北理工 文卿、大化所 J.Baker
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编辑：wqd
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