如何测量一亿度的高温

在日常生活中,温度计是我们测量温度的常用工具。除了水银温度计和测温枪,我们很少接触其他测温器具。那么,我们应该如何测量1亿度的高温呢?
初中物理学:物质由许多颗粒组成,它们一直在进行不规则的运动。温度越高,运动速度越快,温度越低,运动速度越慢。也就是说,温度是构成物体颗粒的平均动能的量度。当颗粒停止运动时,温度为绝对零度。
测量温度通常有两种方法,即测量温度本身或测量温度引起的其他效果。
由于我们很难测量颗粒的平均动能,我们通常采用简单的方法来测量温度引起的其他效果。
例如,我们最常用的汞温度计是利用温度变化引起的热膨胀和冷收缩效应;测温枪使用不同温度的物体发出不同的红外原理。
然而,人造太阳中等离子体的温度高达1亿度以上,显然不能用温度计或温度测量枪来测量。为了测量如此高的温度,我们必须从温度的本质来测量颗粒运动的速度。
人造太阳中的颗粒是等离子体(电子和离子),测量等离子体有两种方法。
1使用洛伦兹力
当电子在磁场中移动时,它会受到洛伦兹力的影响而移动(是的,是你用右手螺旋定则判断的洛伦兹力)。当电子运动时,它会发射电磁波。电磁波的频率与运动速度有关。因此,只要测量电磁波的频率,就可以得到电子运动的速度,从而测量其温度。
2使用多普勒效应
如果一束激光发送到等离子体,那么激光就会与电子相互作用并散射。由于散射的激光受到电子本身运动的影响,频率会发生变化。通过测量这个频率的变化,可以计算出电子的运动速度,从而获得等离子体的温度。
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