太阳耀斑

概括：这道题是韦呐瞧同学的课后物理练习题，主要是关于太阳耀斑，指导老师为芮老师。

题目：太阳耀斑

太阳耀斑是一种最剧烈的太阳活动.一般认为发生在色球层中,所以也叫“色球爆发”.其主要观测特征是,日面上（常在黑子群上空）突然出现迅速发展的亮斑闪耀,其寿命仅在几分钟到几十分钟之间,亮度上升迅速,下降较慢.特别是在,耀斑出现频繁且强度变强.别看它只是一个亮点,一旦出现,简直是一次惊天动地的大爆发.这一增亮释放的能量相当于10万至100万次强火山爆发的总能量,或相当于上百亿枚百吨级氢弹的爆炸；而一次较大的耀斑爆发,在一二十分钟内可释放巨大能量,除了日面局部突然增亮的现象外,耀斑更主要表现在从射电波段直到Ｘ射线的辐射通量的突然增强；耀斑所发射的辐射种类繁多,除可见光外,有紫外线、X射线和伽玛射线,有红外线和射电辐射,还有冲击波和高能粒子流,甚至有能量特高的宇宙射线.耀斑对地球空间环境造成很大影响.太阳色球层中一声爆炸,地球大气层即刻出现缭绕余音.耀斑爆发时,发出大量的高能粒子到达地球轨道附近时,将会严重危及宇宙飞行器内的宇航员和仪器的安全.当耀斑辐射来到地球附近时,与大气分子发生剧烈碰撞,破坏电离层,使它失去反射无线电电波的功能.无线电通信尤其是短波通信,以及电视台、电台广播,会受到干扰甚至中断.耀斑发射的高能带电粒子流与地球高层大气作用,产生极光,并干扰地球磁场而引起磁暴

举一反三

例1： 【太阳耀斑爆发时会影响地球上的什么?太阳耀斑爆发时会影响地球上的什么?使什么东西中断?那太阳耀斑爆发的能量相当于多少原子弹,多少氢弹?】[物理练习题]

一个大的耀斑可发射高达1025焦耳的能量,相当于全世界每个人挨一颗氢弹.

通信、广播、测量等系统的短波无线电信号

例2： 黑子耀斑和太阳风对地球的影响高一范围内的就可以啦

耀斑及黑子对地球的电离层、磁场和极区有显著的地球物理效应.

地球大气层在太阳辐射的紫外线、X射线等作用下形成电离层,无线电通讯的无线电波就是靠电离层的反射向远距离传播的.当太阳活动剧烈,特别是耀斑爆发时,在向阳的半球,太阳射来的强X射线、紫外线等,使电离层D层变厚,造成靠D层反射的长波增强,而靠E层、F层反射的短波却在穿过时被D层强烈吸收受到衰减甚至中断,如l970年11月5日长途台曾因此中断2小时；这被称为“电离层突然骚扰”.这些反应几乎与大耀斑的爆发同时出现,因为电磁波的传播速度就是光速,大约8分多钟即可由太阳到达地球表面,所以反应非常快.经过一段肘间以后耀斑产生的带电的高能粒子逐渐到达地球,它们受地球磁场的作用向地磁极两极运动,因而影响极区的电离层,造成高纬度地区的雷达和无线电通讯的骚扰,甚至中断.这被称为“极盖吸收”和“极光带吸收”,它的影响时间较长.

整个地球是一个大磁场.地球的北极是地磁场的磁南极,地球的南极是地磁场的磁北极.地极和磁极之间有大约11度的夹角,因此地球的周围充满了磁力线,不同的位置有不同的地磁强度.平时地磁受多方面的影响,会有不同程度的扰动,而影响最大的就是磁暴现象.磁暴一般发生在太阳耀斑爆发后20－40小时,它是地磁场的强烈扰动,磁场强度可以变化很大.这时太阳风速往往增加,并且向太阳一面的磁层顶面可由距地心8－11个地球半径被压缩到5－7个地球半径,磁暴的发生对人类活动,特别对与地磁有关的工作都会受到影响.

在磁暴发生时,高纬度地区常常伴有极光出现.极光常常出现于纬度靠近地磁极地区25度－30度的上空,离地面100－300千米,它是大气中的彩色发光现象,形状不一（见课本前彩图）.常出现极光的区域称为极光区.由于来自太阳活动区的带电高能粒子流到达地球,并在磁场作用下奔向极区,使极区高层大气分子或原子激发或电离而产生光.当太阳活动剧烈时,极光出现的次数也增大.

太阳活动与地球上气候变化的关系也是比较明显的,据统计,地面降水量的变化,也有11年、22年等的周期,另外地球高层大气的变化也与太阳活动相关.地震、水文、气象等多方面的研究都说明了太阳活动对地球的影响,关于这方面的物理机制还在研究中.

大耀斑出现时射出的高能量质子,对航天活动有极大的破坏性.高能质子达到地球附近肘,特别是容易到达无辐射带保护的极区,会影响极区飞行；如遇卫星则对卫星上的仪器设备有破坏作用；太阳能电地在高能质子的轰击下,性能会严重衰退以至不能工作；如遇在飞船外工作的宇航员将危及生命.

例3： 太阳耀斑是如何影响地球的短波通信的?

太阳耀斑产生大量的辐射和粒子流,强烈冲击地球大气电离层,使电离层不能正常反射电磁波的短波通信,甚至导致通信中断.另外强大的粒子流也能形成干扰信号,影响通信.

例4： 太阳耀斑爆发后经多长时间才能影响到地球![物理练习题]

如果是电磁波的影响只需要8分多钟就能到达地球,而带电粒子的影响如果按照1000km/s的太阳风粒子速度来算也只需要41小时之后就能来到.

例5： 当太阳黑子异常的年份会影响到______,耀斑会干扰地球的___层,影响_____通讯.当太阳黑子异常的年份会影响到______,耀斑会干扰地球的___层,影响_____通讯,此外太阳活动产生的粒子流会影响地球磁

当太阳黑子异常的年份会影响到（地球环境）,耀斑会干扰地球的（电离）层,影响（短波）通讯,此外太阳活动产生的粒子流会影响地球磁场产生（磁暴）和（极光）(两极地区)现象,

相关思考练习题：

题1：太阳黑子和耀斑是怎么一回事?

点拨：1.太阳黑子（sunspot）是在太阳的光球层上发生的一种太阳活动，是太阳活动中最基本、最明显的。一般认为，太阳黑子实际上是太阳表面一种炽热气体的巨大漩涡，温度大约为4500摄氏度。因为比太阳的光球层表面温度要低1000到2000摄氏度，所以看上去...

题2：什么是太阳耀斑？

点拨：太阳耀斑 太阳耀斑是一种最剧烈的太阳活动。一般认为发生在色球层中，所以也叫“色球爆发”。其主要观测特征是，日面上（常在黑子群上空）突然出现迅速发展的亮斑闪耀，其寿命仅在几分钟到几十分钟之间，亮度上升迅速，下降较慢。特别是在太阳活动...

题3：太阳耀斑对地球有何影响

点拨：太阳耀斑给地球带来的危害，一直在大家的猜测当中进行着。它会造成全球大面积的停电，因此导致许多地区当中的无线电短波通信中断。同时我国东北的一些地区上空也会出现极其强烈的光，同时还会让全球许多国家出现极其强烈的地震。种种猜测让人们...

题4：太阳耀斑真的会毁灭地球吗

点拨：太阳耀斑不会毁灭地球。 太阳耀斑(Solar flare)是一种最剧烈的太阳活动。太阳表面突然出现亮斑闪耀，其寿命仅在几分钟到几十分钟之间，亮度上升迅速，减弱较慢。一旦出现太阳耀斑，对于太阳表面来说就是一次惊天动地的大爆发。耀斑释放的能量相...

题5：太阳耀斑爆发对地球有哪些影响

点拨： 太阳耀斑爆发对地球的影响是巨大的、危害性的。 太阳耀斑是一种最剧烈的太阳活动。太阳表面突然出现亮斑闪耀，仅在几分钟到几十分钟之间，亮度上升迅速，然后慢慢减弱。一旦出现太阳耀斑，对于太阳表面来说就是一次惊天动地的大爆发。太阳耀斑...