利用光谱学在太阳能上的应用

主办单位先锋派的BV2017年8月26日

八月二十一日（星期一）^圣美国国家航空航天局(NCAR)和美国国家航空航天局(NASA)在怀俄明州卡斯帕山(Casper Mountain)建立了一个观测站，Avantes日食团队在那里从全食路径观察和检查日食。Nova是美国公共广播公司(PBS)获奖科学节目的创作人，他们在那里记录了日食实验亚博老虎机网登录¹美国国家大气研究中心(National Center for Atmospheric Research, high Altitude Observatory)高级科学家、部门负责人史蒂夫·托姆奇克(Steve Tomczyk)博士等研究人员²．

卡斯帕山的地点在全食过程中为研究人员提供了一个出色的观察点，部分原因是由于海拔升高时大气压力的降低，但高原的干旱条件也使科学家能够进行观测^3.尽可能清楚地了解太阳现象。

卡斯帕山月食情况

日全食-卡斯珀，怀俄明州，美国- 2017年8月21日

卡斯帕山有幸享受到观测日食的最佳天气条件。卡斯帕山营地位于全食路径上，温度温和76度，湿度低，几乎无云，海拔约8000英尺(2438米)⁴．

月球第一次与太阳接触⁵从当地时间上午10:22开始。在第一次接触阶段，可见光开始明显变暗，温度开始下降。日食的阴影可以通过固定的针孔摄像机在地面上看到。过去，借助中性密度滤光片观察太阳的望远镜可以让观察者观察太阳表面的太阳黑子。月球花了大约一小时二十分钟才完全遮住太阳的表面，达到第二次接触。

观众可以瞥见贝利的珠子⁶早在11点42分月全食之前，钻石戒指就已经出现，山顶被黑暗笼罩。在卡斯帕山，日全食持续了2分26秒。作为观测站的高山地带的温度从第一次接触之前的76度迅速下降到最低的49度。

AvaTrek-Irradiance现场套件，包括AvaSpec-ULS2048x16-USB2光谱仪、AvaTripod、cos Corrector和FC-UV400 400µm光纤电缆由Avantes团队搭建。从第一次接触开始，研究小组在日偏食阶段的第一个小时内每分钟都收集光谱测量数据。该团队在全食开始时第二次接触前20分钟每100毫秒收集一次光谱，通过全食，并在第三次接触后持续5分钟(全食结束)。在第三次接触的30到40分钟后，研究小组恢复到每分钟扫描样本的速度。

尽管与NCAR/ HAO团队通过望远镜收集的数据相比，收集到的数据将是一个可怜的阴影，Avantes团队很高兴在不久的将来分享这些数据，作为月光谱特征。

观察电晕

虽然自从1715年埃德蒙·哈雷用牛顿的万有引力理论预测了伦敦日食以来，人类已经能够可靠地预测日食了⁷尽管如此，科学界还是应该从日食中学到很多东西。亚博老虎机网登录

由于太阳通常太亮，无法直接看到，无论是通过先进的光敏设备，如望远镜和相机，还是人眼，全日食提供了一个独特的机会，直接看到太阳。app亚博体育来自太阳的光的强度掩盖了更微弱的等离子体日冕，在日食时，等离子体日冕变得清晰可见。

太阳的日冕呈现出一个谜

太阳是一团密集的过热气体，不断地搅动。这种运动产生的磁场不断地搅动和变化。太阳的湍流和动态磁场将等离子体从密度较大的气体核心向外拖出，形成了较弱的外层大气，即日冕。

与色球相比，日冕产生的光更微弱，因为气体密度小于太阳表面。尽管日冕离太阳核心很远，密度也较低，但反常的是，日冕比太阳表面要热得多。有各种各样的理论，但仍然没有科学的同意，这种冠状血浆效应仍然是一个谜⁸．数据收集于8月21日^圣高海拔天文台(郝)和NCAR的研究人员可能有助于给出答案。

作者：Kelvinsong-自己的作品，CC By-SA 3.0，链接。

作者：Kelvinsong-自己的作品，CC By-SA 3.0，链接。

太阳耀斑以及其他太阳天气现象也是一个重要的研究领域。太阳旋转的磁场偶尔会喷发，并让高能辐射喷流以所谓的日冕物质抛射方式逃逸。这些来自太阳表面的巨大爆炸可能对地球造成危险，因为地球上的技术可能受到严重影响。此外，通过日食期间收集的日冕数据了解更多日冕物质抛射可能有助于研究人员更好地理解和预测这些现象。

Eclipse的实验

Avantes有幸提供了三台光谱仪用于NCAR高空天文台的日食实验⁹. 卡斯珀山观测站的完美条件促使托姆奇克博士和他的团队从日冕和色球收集了大量近红外和可见光波长的数据。

在一次测试中，HAO团队使用了新的avaspec nir512 - 2.5 - hsc evo从整个日冕到10个太阳半径捕获近红外光谱。在另一项测试中，双通道将从成对的望远镜收集NIR（AvaSpec-NIR256-1.7-USB2）和可见光（AvaSpec-ULS2048CL-USB2）光谱，以收集太阳色谱仪层的光谱——日冕和光点之间的区域。这些数据预计将提供色球层的地形图，每8毫秒进行一次快速连续的测量，并根据月球的通过率进行评估。

将审查在卡斯珀山观察站收集的数据¹⁰在未来的岁月里，为了对太阳系的性质有新的理解和理解，我们进行了解码。最终，HAO和NCAR将发布他们的数据¹¹世界各地的其他科学家和研究人员；然而，郝团队的初步报告非常乐观。

光谱学能告诉我们关于太阳的什么

这是一个众所周知的原理，元素周期表中的每个元素都有一个独特的光谱特征，这意味着每个元素吸收一个独特的波长模式。分光计使用光栅将光分成多个波长，当探测器阵列收集时，可以测量探测器动态范围的每个波长的能量。样品的元素组成可以通过检查任何数量的样品反射的光和标记样品产生的吸收线(吸收而不反射的波长)来确定。

8月7日日蚀期间收集的光谱数据^th1869年，由于在530.3 nm的绿色范围内微弱的吸收线，发现了一种以前从未见过的神秘元素¹²．由于这种“新”元素在太阳日冕中被发现，它最初被称为日冕。为了找到这种新元素的来源，当时的研究人员用了好几年的方法。1939年，格罗tian和Edlen的工作最终解开了这个谜团，他们得出结论，太阳气体的混沌相互作用和强烈的热量会产生一种高度电离的铁等离子体(Fe 13+)，这种形式与地球上实验室里可以产生的任何东西都不一样¹³．

自早期日食以来，随着计算能力和光学技术的进步，Tomczyk博士和其他科学家对2017年北美大日食的研究工作可能带来的新见解不会停止。

参考资料及进一步阅读

这些信息来源于Avantes BV提供的材料。亚博网站下载

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引用

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美国心理学协会
先锋派的BV。(2020年10月26日)。利用光谱学在太阳能上的应用。AZoM。于2021年9月16日从//www.washintong.com/article.aspx?ArticleID=14408检索。
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先锋派的BV。“利用光谱学在太阳能中的应用”。AZoM. 2021年9月16日.
芝加哥
先锋派的BV。“利用光谱学在太阳能中的应用”。AZoM。//www.washintong.com/article.aspx?ArticleID=14408。(2021年9月16日生效)。
哈佛
Avantes BV。2020利用光谱学在太阳能上的应用. 亚速姆，2021年9月16日查看，//www.washintong.com/article.aspx?ArticleID=14408.