为了知道如何科学准确地测量太阳表面的温度,我们必须首先了解什么叫做黑体辐射。所谓的黑体是指这样一个理想的物体:当光(电磁波)照射到黑体表面时,光将被完全吸收而没有任何反射。同时,因为黑体有自己的温度,它会产生热辐射,以光子的形式释放出来。如果这个黑体的温度较高,光谱中蓝色和紫色的比例较高,红色的比例较低,反之亦然。

这个黑体吸收光,并由于自身的热量而发出热辐射,这种热量被称为热辐射。一般来说,只要有温度,就会有热辐射。热辐射广泛存在于我们的生活中,虽然所谓的黑体在严格意义上并不存在于现实生活中,但我们总是可以制作一些近似的“黑体”来很好地近似黑体辐射定律,例如在一个有小开口的空腔中。

在某些情况下,我们也可以粗略地把太阳看作一个黑体,因为在某种程度上,太阳可以完全吸收电磁波而不反射它们,同时它也可以释放热辐射。我们可以根据黑体的颜色发展来判断其表面的温度。一般来说,从物体表面辐射的光(电磁波)波长越长(如红外光),黑体温度越低,辐射波长越短(如紫外光),黑体表面温度越高。因此,我们用仪器测量太阳表面的光谱,然后根据黑体辐射定律计算太阳表面的温度。

太阳表面的光谱主要集中在可见光和红外区域,分别占50%和43%,而紫外线区域约占7%。科学家通过对比分析发现,太阳表面的光谱分布比率与5500摄氏度黑体的光谱分布曲线大致相似,因此通过这种比较,我们可以断定太阳表面的温度大约为5500摄氏度。

当然,考虑到地球大气对太阳光的散射和吸收,要想更准确地测量太阳表面的光谱分布比,最好的方法是用天文望远镜或太空中的行星探测器来测量太阳表面的光谱分布,这样可以有效地避免地球大气造成的测量误差。