الخواص الفيزيائية للشمس وطرق قياسها

طرق قياس قطر الشمس وكتلتها ودرجة حرارتها السطحية وحركتها المحورية
1- القطر Diameter
يمكن حساب قطر الشمس بعد معرفة القطر الزاوي(?) لها والذي يبلغ o0.533، وذلك باستعمال العلاقة التالية:-

حيث r تمثل بعد الشمس عن الأرض، وD تمثل قطر الشمس.




2- كتلة الشمس Solar mass
يمكن استخراج كتلة الشمس من المعادلة التالية:-




حيث أن:-
ME كتلة الأرض و MS كتلة الشمس و r معدل بعد الأرض عن الشمس.
P الزمن ألدوراني للأرض حول الشمس= 31.56 مليون ثانية.
G ثابت الجذب العام .

وعند تعويض القيم أعلاه في المعادلة (2-2) ينتج أن:

=1.99×1030 kg MS

3- درجة الحرارة السطحية Surface temperature
ويمكن حسابها بعدة طرق أهمها:
أ- قانون ستيفان- بولتزمان Stefan – Boltzmann s law
ينص هذا القانون على أن كمية الطاقة الإشعاعية (E) المنبعثة خلال وحدة الزمن من وحدة المساحة السطحية للجسم المشع تتناسب طردياً مع الأس الرابع لدرجة الحرارة المطلقة، أي أن:


حيث أن:-
E الطاقة الكلية المنبعثة من الشمس خلال وحدة الزمن=6.23×1010 erg / cm2.sec

? ثابت ستيفان بولتزمان= 5.67×10-5 erg /cm2 .sec .k4 .
Te درجة الحرارة الفعالة للشمس وتقاس بالكلفن.

وبالتعويض عن القيم أعلاه في المعادلة (2-3) نجد أن درجة الحرارة الفعالة(Te )= 5750كلفن.

ب- قانون بلانك Planck s law
يصف هذا القانون طاقة الأطوال الموجية وتوزيعها للإشعاع الكهرومغناطيسي من سطوح الأجسام ذات درجات الحرارة المختلفة وينطبق هذا القانون على حالة الجسم الأسود، لكن الشمس والنجوم المماثلة لها يطبق عليها القانون بصورة تقريبية، وبهذا القانون وجد أن درجة حرارة الشمس هي 6000 كلفن.

ج- قانون ?ين Wien s law
ينص هذا القانون على أن أعظم طول موجي (?max) يتناسب عكسياً مع درجات الحرارة المطلقة للجسم الأسود أي أن:


حيث أن:
?max هوالطول ألموجي بوحدات السنتمتر= 4.7×10-5 cm
a0 ثابت ويساوي 0.28969 cm . k .
Tc درجة الحرارة اللونية.

وعند تعويض القيم المذكورة آنفاً في المعادلة (2-4) نجد أن Tc=6166 كلفن، ويلاحظ أن Tc اكبر من Te لعدم