Почему спектр Солнца непрерывен?

[shelakovmg]

Почему спектр Солнца да и любого нагретого тела непрерывен? Ведь любое тело состоит из атомов, видов которых конечное число, спектр каждого из них дискретен. Количество возможных термоядерных реакций на Солнце тоже невелико. Как устроен механизм образования фотонов любых длин волн? Спасибо.

[konstkir]

А что тут непонятно?
https://ru.wikipedia.org/wiki/Тепловое_излучение

[shelakovmg]

Просто, я никак не могу понять следующее: атомы(возможно, ионизованные) водорода, гелия и некоторых других элементов сталкиваются, возбуждаются в недрах Солнца, но излучать могут только на допустимых для них длинах волн. А откуда в спектре берутся все остальные возможные длины волн?

[konstkir]

Атомы очень разнообразны по уровням энергии. Поэтому только от них при нагреве возникает настолько плотный "игольчатый спектр" который плохо разрешим приборами. Еще добавляется уширение каждой "иглы" за счет движения атомов, непрерывный спектр синхротронного излучения. все это накладывается и пересекается и получается непрерывный спектр, но не идеальный, как спектр ЧТ. Поэтому  работоспособный для хим. анализа.

[ziggyStardust]

...но излучать могут только на допустимых для них длинах волн...

Это не совсем так. Излучать они могут в принципе на "любой волне". Природа этого излучения - движение заряда относительно другого. Очень похожий механизм - образование тормозного излучения в популярной форме доходчиво изложен в книге Каплана о радиоастрономии. Ну а распределение по частотам отсюда пропорционально средней скорости(молекул, атомов, ионов, электронов и т.д.) - а она "размазана" по эдакому нормальному закону распределения.

[gas]

В солнечной плазме очень мало неионизированных атомов, излучает в основном плазма, а ее спектр излучения непрерывный

[дерево]

Просто, я никак не могу понять следующее: атомы(возможно, ионизованные) водорода, гелия и некоторых других элементов сталкиваются, возбуждаются в недрах Солнца, но излучать могут только на допустимых для них длинах волн. А откуда в спектре берутся все остальные возможные длины волн?

Действительно, узкие полосы излучения-поглощения не могут обеспечить непрерывный спектр, так как связаны с сильно ограниченным количеством энергетических уровней атома. Но излучение может происходить при столкновении атомов без их промежуточного возбуждения, а энергия сталкивающихся атомов уже имеет непрерывное распределение. Узкие полосы атомов нередко даже создают линии поглощения на фоне основного теплового излучения.

[Geen]

Но излучение может происходить при столкновении атомов без их промежуточного возбуждения

А закон сохранения энергии-импульса не запрещает?

[Афанасьев Владимир]

«Излучение происходит при захвате электронов нейтральными атомами. Образующиеся при захвате фотоны и определяют свечение фотосфер Солнца и звёзд, близких к нему по темп-ре. Отрицательные ионы разрушаются под действием потока излучения, идущего из-под фотосферы, и снова образуются, давая новые фотоны. Свободные электроны, необходимые для образования отрицательных ионов водорода, поставляют при ионизации атомы металлов и в небольшой части - атомы водорода».
http://www.astronet.ru/db/msg/1179555

[shelakovmg]

Большое всем спасибо за ответы. Я более-менее понял. У меня есть еще один немного не связанный с этим вопрос. Поскольку Солнце существует довольно долгое время как стационарная система, то оно должно излучать в единицу времени ровно столько энергии, сколько рождается в его недрах в результате термоядерных реакций(чтобы выполнялся закон сохранения энергии). Однако, как я понял у солнечной плазмы есть такая характеристика как непрозрачность, т.е. она пропускает не весь свет, идущий из недр. Получается, что до поверхности доходит не вся энергия. Вопрос: куда девается поглощенная по пути энергия(она же должна со временем накапливаться), а вернее, что я не так здесь понимаю?

[konstkir]

Вся энергия доходит( путем еще конвекции).. за сотни тысяч лет.

[shelakovmg]

Просто в книге Каплан "Физика звезд" есть формула - соотношение масса-светимость для звезды. В эту формулу входит x (греческая буква "хи")- коэффициент непрозрачности. Но ведь, по идее, светимость звезды L не должна зависеть от этого коэффициента, т.к. L = энергии выделившийся в недрах в единицу времени, а эта энергия уж точно не зависит от x. И неважно, что она шла на поверхность сотни тысяч лет, ведь Солнце - устоявшаяся система, существующая миллиарды лет. Численно эти две величины должны быть равны.

[konstkir]

Ну, чудеса на свете это редкость .
ЗСЭ незыблем в данном случае. Термоядерная энергия расходуется не только на светимость. Есть еще нейтрино, турбулентность , солнечные вихри, корона, звездный ветер..

[xd]

В эту формулу входит x (греческая буква "хи")-

Это не хи \(\chi\), а каппа \(\kappa\)

[shelakovmg]

Ну, чудеса на свете это редкость .
ЗСЭ незыблем в данном случае. Термоядерная энергия расходуется не только на светимость. Есть еще нейтрино, турбулентность , солнечные вихри, корона, звездный ветер..

А вы случайно не знаете, какая доля солнечной энергии приходится на солнечный ветер, а какая - на излучение?

[konstkir]

Смотря что считать. Насколько помню, по массе раза в 3 больше чем э-м излучения. Надо поискать.

Поискал, примерно в 2 раза меньше.

[PavelSI]

Почему спектр Солнца да и любого нагретого тела непрерывен?

Тут ещё эффект. Речь об энергетических уровнях удобно вести, если уровни долгоживущие. Отсюда берётся линейчатый спектр. На этих линиях испускание и поглощение происходит резонансно. Если каким-то способом уровень будет недолгоживущим, то из соотношения неопределённостей Гейзенберга неопределённость по времени связана с неопределённостью энергии. Т.е. линии будут шире. Т.е. по ширине линий в принципе можно понять, как часто атомы сталкиваются и как долго может жить уровень. При очень высоких давлениях в газе или в твёрдых телах линии уширяются до непрерывного спектра. Тема сложная, сами проверяйте инфу.

[Monstr]

Почему спектр Солнца непрерывен? Ведь любое тело состоит из атомов, видов которых конечное число, спектр каждого из них дискретен.

В вопросе рассматривается только излучение в линиях. Это связанно-связанные переходы с дискретными значениями энергии. Но они не единственный источник. Существуют еще свободно-связанные и свободно-свободные переходы, которые имеют непрерывное распределение. Это касается газа. В плотном веществе появляется взаимодействие атомов, которое также имеет непрерывный спектр.

[konstkir]

Почему спектр Солнца непрерывен? Ведь любое тело состоит из атомов, видов которых конечное число, спектр каждого из них дискретен.

В вопросе рассматривается только излучение в линиях. Это связанно-связанные переходы с дискретными значениями энергии. Но они не единственный источник. Существуют еще свободно-связанные и свободно-свободные переходы, которые имеют непрерывное распределение. Это касается газа. В плотном веществе появляется взаимодействие атомов, которое также имеет непрерывный спектр.

А вы, случаем, не знаете - где посмотреть расчет энергетического баланса Солнца. Т.е. куда и как в процентах уходит вся термоядерная энергия?
Тут выше задавался примерно этот вопрос.

[Monstr]

Просто для студентов:

https://phys.msu.ru/upload/iblock/aae/2005-postnov-zasov.pdf
со 137 стр.