地球资源与保护丛书——光能资源大观（297050）

　　实际上，应该说光能利用是一门古老的传统学科。因为早在远古时期，人类就已经在生产和生活的每个方面自发地利用光能了。例如，人类利用光能种植粮食和蔬菜；住在北半球的人们建造房屋时，在南墙上开大窗以便采光和冬季取暖，而在北墙上则开小窗尽量避免冬季寒风渗入和窗内外的空气对流而造成热量损失。 　　不过，在很长一段历史时期内，人类对于光能的利用还始终处于自发的感性认识阶段。直到20世纪后半期，由于对常规能源的危机意识日益突出，才促使人们对光能利用的研究和推广越来越重视，逐渐进入自觉的理性认识阶段。不少发达国家和发展中国家（包括我国）都制订了长远的发展规划，开始有目标、有计划、有步骤地对光能在各个方面的应用进行了全面系统和深入的研究，并且取得了许多可喜的成果，为21世纪更加普遍地开发利用光能奠定了坚实的基础。

　　由于人类在漫长的历史进程中对地球上各种能源漫无止境地开采和使用，使得地球上现存的石油、天然气和煤炭等常规能源的储量已经维持不了太长时期。因此，开发和利用新能源就成为日益迫切、并且非解决不可的问题了。 　　在新能源方面，光能和核能是具有最大优势的候选者。但是，由于核能存在一系列的问题和缺陷，因此，光能就成为开发和利用新能源的首选对象，所以有人提出“光能是21世纪的能源”，便不足为怪了。

　　一、太阳是光能的源泉 　　1.巨大的火球 　　小问号 　　万物生长靠太阳。太阳以它灿烂的光芒和巨大的能量给人类以光明，给人类以温暖，给人类以生命。那么，太阳到底是个什么样子，它距离我们有多远，究竟有多大，是由什么组成的，构造又是怎样的呢？ 　　太阳和人类的关系再密切不过了。没有太阳，便没有白昼；没有太阳，一切生物都将死亡。人类所用的能源，不论是煤炭、石油、天然气，还是风能和水力，无不直接或间接来自太阳。人类所吃的一切食物，无论是动物性的，还是植物性的，无不有太阳的能量包含在里面。完全可以说，太阳是光和热的源泉，是地球上一切生命现象的根源，没有太阳便没有人类。 　　我们肉眼看见的太阳，高悬在蔚蓝色的天空，金光灿烂，绚丽多姿，轮廓清晰，表面十分平静。但是，实际上太阳却是一个巨大的球状炽热气团，整个表面是一片沸腾的火海，极不平静，每时每刻都在不停地进行着热核反应。据科学家们的研究和探索，可把太阳分为大气和内部两大部分。 　　太阳大气的结构，有三个层次，最里层为光球层，中间为色球层，最外面为日冕层。 　　（1）光球层：我们平常所见的那个光芒四射、平滑如镜的圆面，就是光球层。它是太阳大气中最下的一层，也就是最靠近太阳内部的那一层，厚度约为500千米左右，仅约占太阳半径的万分之七，非常薄。其温度在5500℃左右，太阳的光辉基本上就是从这里发出的。它的压力只有大气压力的百分之一，密度仅为水的几亿分之一。 　　（2）色球层：在发生日全食时，在月轮的四周可以看见一个美丽的彩环，那就是太阳的色球层。它位于太阳光球层的上面，是稀疏透明的一层太阳大气，主要由氢、氢、钙等离子构成。色球层的厚度各处不同，平均约为2000千米左右。温度比光球层要高，从光球顶部约4300℃，到色球顶部，温度可增加到几万度，但它发出的可见光的总量却不及光球层。 　　（3）日冕层：在发生日全食时，我们可以看到在光能周围有一圈厚度不等的银白色环，这便是日冕层。日冕层是太阳大气的最外层，在它的外面，便是广漠的行星际空间了。日冕层的形状很不规则，并且经常变化，同色球层没有明显的界限。它的厚度不均匀，但很大，可以延伸到500～600万千米的范围。它的组成物质特别稀少，只有地球高空大气密度的几百万分之一。亮度也很小，仅为光球层的100万分之一、可是它的温度却很高，达到100多万度。根据高度的不同，日冕层可分为两个部分。高度在l7万千米以下范围的叫内冕，呈淡黄色；温度在100万度以上，高度在17万千米以上的叫外冕，呈青白色，温度比内冕略低。

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