Wie *sieht* ein heißes, optisch dünnes Gas aus?

In einer anderen Frage versuchte ich zu beantworten, wie eine Probe der Photosphäre oder des Kerns der Sonne aussehen würde, wenn sie ins Labor gebracht werden könnte.

Hier ist eine umfassendere Frage - wenn ich einen kleinen inerten Gasbehälter im lokalen thermodynamischen Gleichgewicht habe, der die solare photosphärische Zusammensetzung und photosphärische Dichte hat ( ∼ 10 − 9 g/cm 3 - dh es wird für eine kleine Laborprobe optisch dünn sein), wie würde es aussehen (für das menschliche Auge) und wie würde es sich ändern, wenn ich die Temperatur von sagen wir 1000 K über die solare photosphärische Temperatur auf bis zu 100.000 erhöhe K?

EDIT: Nur als Ochse - ich weiß, dass es nicht wie ein schwarzer Körper aussehen wird - deshalb interessiere ich mich dafür und betone die optisch dünne Natur des Problems.

Wikipedia sagt, dass die photosphärische Dichte etwa 2E-4 kg/m^3 beträgt. Ich denke, 100 g / cc Material bei 4500-6000 K wären allein aufgrund des Dynamikbereichs des Auges relativ undurchsichtig.
Mein Fehler - ich werde korrigieren. Ich meine die photosphärische Dichte.
Haben Sie die Flussdichte bei sichtbaren Wellenlängen berechnet? Möglicherweise ist die Masse zu gering, um die emittierte Strahlung vom Hintergrund zu unterscheiden.
@ user22620 In der Tat könnte meine Frage hypothetisch sein. Vielleicht wäre meine nächste Frage, kann es getan werden? Wenn Sie jedoch beispielsweise einen 10-cm-Würfel hätten, könnten Sie die Dichte um einen Faktor von erhöhen ∼ 10 4 und es wäre immer noch optisch dünn. Das würde helfen.
Wir definieren die Sonnenoberfläche als den Punkt, an dem sie optisch dick wird. Wir wissen jedoch, dass das Ganze ein riesiger Ball aus ionisiertem Gas ist und keine feste Oberfläche hat. Wir sehen nur die Korona aufgrund der Thomsen-Streuung von Photonen an den Elektronen. Wenn also das Gas optisch dünn ist, wie würden Sie es "sehen"? Habe ich etwas verpasst?
@honeste_vivere Optisch dünn bedeutet einfach, dass die optische Tiefe viel kleiner als 1 ist, sodass emittierte Photonen das Gas ohne weitere Wechselwirkung verlassen. zB Die Korona wird nicht nur durch Thomson-Streuung gesehen (und sehr wenige austretende weiße Lichtphotonen interagieren auf diese Weise), sie wird durch optisch dünne (Röntgenstrahl-) Emission von a gesehen > 10 6 K-Plasma.
@RobJeffries - Ah, jetzt verstehe ich. Ich ging unangemessen davon aus, dass Sie mit "aussehen wie" das meinten, was man mit bloßem Auge sehen kann. Wenn Sie das Messbare gemeint haben, dann ist das anders, wie Sie richtig sagen. Haben Astronomen nicht alle möglichen Emissionsgradberechnungen für optisch dünne Gase durchgeführt?
@honeste_vivere Ich meine, was man mit bloßem Auge sehen kann. Wie sieht das optische Erscheinungsbild eines optisch dünnen Gases in einem Temperaturbereich aus? Ich weiß zum Beispiel, dass es einige stark angeregte optische Übergänge von Eisenionen gibt, die in 1-Millionen-Grad-Gas zu sehen sind, aber ich interessiere mich für bescheidenere Temperaturen.
@RobJeffries - Würden Sie also das bei der Verbrennung von Magnesium erzeugte Plasma als optisch dünnes Gas betrachten? Ich denke, Feuer im herkömmlichen Sinne ist eine Art optisch dünnes Gas (obwohl es ionisiert ist). Ich kann mir nicht vorstellen, wie man Licht ohne Kernreaktionen (z. B. Elektronenübergänge) oder thermische Emission in einem dünnen Gas erzeugt, aber beides erfordert hohe "Temperaturen" für sichtbare Wellenlängen, richtig?
@honeste_vivere Ja, ich würde denken, dass wir bei Temperaturen von einigen tausend Grad über "einen Flammentest" sprechen, aber über Material, das die solare photosphärische Zusammensetzung hat. Wie sieht das also aus?
@RobJeffries - Ich würde annehmen, dass ein Schwarzkörperspektrum unabhängig von der Zusammensetzung ist, oder? Es würde also "aussehen", worauf Ihre Augen je nach Temperatur reagieren, aufgrund der Reaktionsfunktion Ihres Auges. Ich hatte hier eine ähnliche Diskussion .
@honeste_vivere Das hat nichts mit Schwarzkörperstrahlung zu tun (außer dass die Quellfunktion die Planck-Funktion ist). Wenn Sie eine Antwort haben - schreiben Sie sie auf.
Ist dies wirklich eine Frage, wie die Flussverteilung der Grenzstrahlungsquelle sein muss, um das Gleichgewicht aufrechtzuerhalten?

Antworten (1)

Sie würden erwarten, dass es ungefähr ein Schwarzkörperspektrum ausstrahlt, jedoch aufgrund der Dünnheit mit geringerer Intensität. Sie würden auch in der Lage sein, Dinge jenseits davon zu sehen. Wenn Sie also einen solchen Container vor sich hätten, würden Sie den Hintergrund mit einer leichten Überlagerung des Schwarzkörperspektrums sehen.

Eine optisch dünne Gasprobe kann nicht wie ein schwarzer Körper strahlen, der per Definition optisch dick ist .
Wie *sieht* ein heißes, optisch dünnes Gas aus?
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