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我们知道世界上所有物质—岩石、空气或大海，动植物的细胞，以及宇宙中的气体星云和恒星—最终都是由 92种化学元素所组成，这个在19世纪已获得的知识，使我们对物质的认识大大简化了。到了 20世纪，我们又可以指出，92种化学元素最终是由三种类型的基本物质所组成，它们是：质子、中子和电子。例如氦原子和碳原子的不同之处只不过是它们是由不同数目的三种基本物质所组成。氦原子核是由两个质子和两个中子所组成。质子是带正电的粒子，因此氦原子核是带正电，围绕着氦原子核有两个带负电的轻粒子即两个电子，它们形成了氦原子的电子壳层。碳元素的原子核由 6个质子、6个中子组成，在外部电子壳层中有 6个电子围绕着原子核运动。最简单的原子是氢原子，它的核由一个质子组成，有一个电子围绕这个质子不停地运动。

实际上人们还可以更简单地认为，物质世界不是由三种基本物质即质子、中子和电子所组成，而是由两种基本物质组成。由于在原子核内质子可以和电子聚合成中子，而在原子核外一个中子可以经过大约 17分钟以后衰变为一个质子和一个电子。因此可以认为，物质世界实质上是由质子和电子所组成。原子核中的质子数与中子数之和称为原子核的质量数。而原子核的质子数称为原子序数。氢的质量数是 1原子序数也是1。氦的质量数是4，原子序数是 2。常见的铁原子质量数是56，原子序数是26。围绕原子核运动的电子数必须和原子序数相同，才能使原子整体呈电中性。是电子壳层决定了元素的化学性质，原子序数不同的元素，它的电子壳层不同，因而化学性质也不同。

组成太阳的物质并不是什么奇特而神秘的物质，基本上都是我们在地球上早已熟知的物质，其主要组成成分是氢和氦，其中氢占 71%，氦占27%，其他元素占2%。地球上的物质由于地球温度比较低而出现固态、液态、气态的有趣的三态相互转化，图 3.31是物态变化与温度和压强的关系曲线图，其中OA为汽化曲线，熔解曲线 OB是固态与液态的分界线，升华曲线OC是固态与气态的分界线。三条曲线的相交点 O，称为三相点，此时该物质能以固态、液态、气态三态共存。如二氧化碳的三相点对应的温度为零下 56.6℃，对应的压强为5.1大气压。太阳上的物质在物态图上是找不到答案的，因为物质被加热到数千度以上时，气体分子或原子中的电子就会脱离原子核的束缚，成为自由电子，失去电子的原子核便带了一定数量的正电荷，变成带正电的离子。这种过程称为电离。发生了电离的气体与固体、液体和气体三种状态相比，是一种性质奇特的全新的物质体态—等离子体态，它排在第四位，所以叫做物质的第四态。鉴于太阳表面的温度有 5000多度，以及巨大的太阳质量产生的太阳引力牢牢地将太阳物质拴在球体内，太阳内部的高温高压使太阳物质变成一种导电的等离子流体。因此太阳是个等离子体球，它的内部结构，据 1997年美国天文学家发表文章，介绍了他们分析美国国会天文台组织的全球日震观测网的观测数据所得的结果： (1)太阳内部在距

图3.31 物态图 图3.32 共旋起电太阳结构模型

离日心以内是一个各处旋转角速度都相同的旋转核，有人认为是刚体旋转核； (2)从往外到这一层的自转情况看来比较复杂，表现为在赤道区往外自转速度变大，在纬度 30°左右自转速度由里往外变化不大，在纬度45°和 60°区自转是由里往外减小，但减小的情况不同。上述二项结果是太阳振荡观测的最新成果，反映太阳内部结构和运动，应该说这是切实可信的。

共旋起电的太阳结构模型，就是建立在这些最新成果之上，从图 3.32。共旋起电太阳结构模型可见：由于“共旋起电”，会在等离子导体太阳球面上的不同时空位置产生不同的电位； _{高斯定理告诉我们：在静电平衡时，导体所带的电荷只能分布在导体的表面 ,成为光球层。会显现}如同我国先哲画的“太极图”那样，等离子导体中的带负电的电子会聚到 _光球层的一边，而 _光球层另一面却显示带正电的高电位。对整个系统而言呈电中性。由于 _光球层等离子体的强烈恢复宏观电中性的趋势会使太阳星球表层与里层、表层的正负离子之间形成隔层。即太阳星球表层与里层之间的屏蔽层、表层的正负离子之间屏蔽层。屏蔽了等离子体内部使不受带电体电场的作用。太阳星球表层 _{正负电荷量是可以计算的:}

∵; 若将太阳质量;；

;则太阳球面应有上应有：库仑的电量。该电量的正负离子等量的分布在太阳球面的不同卦限，呈现出不同的电荷性质 ,在观测太阳风的高能粒子实验中也证实:在不同时间、不同地点太阳风的高能粒子有不同的电荷性质。对整个太阳系统来说，由于等离子体的屏蔽电场的作用 .使整个太阳系统仍旧呈中性。

共旋起电能源理论对日震学观测的二个重要成果 (1)太阳内部在距离日心以内是一个各处旋转角速度都相同的旋转核；从 往外到这一层 (外核区)的自转为较差自转;(2)测得太阳对流区底部的温度比原来设想的高得多，达到了太约 2000000开。是这样解释的。

由于太阳内部在距离日心以内是一个各处旋转角速度都相同的旋转核 ,核各处旋转角速度都相同，即ω都相同，根据共旋起电机理，则：

( 为核质量)∵

而;若 (显然本章第一节中当前人们认为的太阳核反应结构模型中密度为158克 /(立方厘米)是牵强的)，则 :

则:(库仑 ).也就是说，在太阳内核面的不同卦面产生性质不同的巨量电荷、形成不同电位；从而发生湮灭（或产生涡电流）使核面产生 2000000开的高温也就不难理解了。高温引发辐射和对流是顺理成章的。

根据日震学观测的第一个重要成果是对太阳对流区深度的测量。确定出对流区的深度在太阳表面下约 200000千米，即处，比原来认为的深度要深 ，还测得太阳对流区底部的温度比原来设想的高得多，达到 200万开，这些新结果与共旋起电太阳结构模型相吻合。

共旋起电太阳结构模型认为：太阳由日核、日幔、日面组成；跟地球类似。日核由刚体的内核组成，日幔是等离子体对流层，日面也称太阳光球层。从太阳中心到 为内核，从往外到 为外核，该处有很高的温度，是太阳的热源。从 到为对流层，在高温、高压、强引力、强电磁力作用下，太阳物质进行着了强烈的而有序的运动，表现在日面上有形形色色的太阳活动，例如：我们祖先早就看到的乌鸦般的黑子，以及绰约多姿的日珥，耀眼的耀斑，珍珠般的米粒、光斑和谱斑等等。太阳是距离我们最近的一颗恒星，对太阳表层结构，太阳大气中千变万化的活动和太阳振荡可能进行的高时间分辨率，高空间分辨率和高精度的观测，使我们认识太阳处于一个独特的地位，从而认识了恒星，认识了宇宙，而不仅仅是从恒星研究获得帮助来认识太阳，事实上我们应该从认识地球开始，从而认识太阳，再认识恒星和宇宙。

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