| 词条 | 太阳元素 |
| 释义 | 氦是地球上最轻的元素之一，仅次于氢。在化学元素周期表里它排列第2位。氦的英文单词是“Helium”来源于希腊文单词，意思是“太阳”。氦也被称为“太阳元素”。 简介太阳元素是地球上最轻的元素之一，仅次于氢。为太阳核聚变反应的产物。氦的英文单词“Helium”来源于希腊文单词，意思是“太阳”，氦也被称为“太阳元素”。元素符号He，原子序数2，原子量4.002602，为稀有气体的一种。1868年有人利用分光镜观察太阳表面，发现一条新的黄色谱线，并认为是属于太阳上的某个未知元素，这就是氦。后有人用无机酸处理沥青铀矿时得到一种不活泼气体，1895年英国科学家拉姆赛用光谱证明就是氦。以后又陆续从其他矿石、空气和天然气中发现了氦。氦在地壳中的含量极少，在整个宇宙中按质量计占23%，仅次于氢。氦在空气中的含量为0.0005%。氦有两种天然同位素：氦3、氦4，自然界中存在的氦基本上是氦4。 氦在通常情况下为无色、无味的气体；熔点-272.2°C(25个大气压)，沸点-268.9°C；密度0.1785克/升，临界温度-267.8°C，临界压力2.26大气压；水中溶解度8.61立方厘米/千克水。氦是唯一不能在标准大气压下固化的物质。液态氦在温度下降至2.18K时，性质发生突变，成为一种超流体，能沿容器壁向上流动，热传导性为铜的800倍，并变成超导体；其比热容、表面张力、压缩性都是反常的。 太阳元素-首次发现 观察太阳 1868年8月18日，法国天文学家彼埃尔·让桑（Pierre Janssen）在印度南部观测日全食时，意外发现太阳光谱里面有一条陌生的明亮黄线。那次日全食的观测条件比今年中国的这次略好一点，乌云是等日全食结束之后才布满天空的。第二天阴云散尽，让桑试着再次观察太阳光谱，惊喜地发现那条陌生的黄线还在原来的位置上。 一个月之后，让桑把自己的观察写成报告投寄出去。可惜当时没有飞机，这报告用了两个月时间才到达法国，那时候英国天文学家约瑟夫·洛基尔（Joseph Lockyer）——后来成为著名科学杂志《自然》的创办人和第一位主编——也独立地发现了这条黄线，还猜测它是一种太阳独有的新元素发出的。洛基尔把这种元素命名为“氦”，这个中文名听上去貌似挺“骇”人，但它其实是英语helium（来自希腊语“太阳”）一词首音节的音译。 太阳元素-日全食与太阳元素日全食是罕见的自然天象，是人们和科学家观测研究太阳的大好时机。我们世界几乎每年都可以发生日食（环食，偏食和全食），但对某一地区要过多年才能看到一次日全食。我国境内能够看到日全食继1980.02.16之后就是2009的今年。 1842.07.08欧洲南部发生了一次日全食，当时来自英国法国德国和俄国许多天文学家都集中在南欧观测日全食。当月球慢慢遮住太阳时，耀眼的日面变黑了。在这很短的时间里，人们发现太阳的边缘喷射着非常壮丽的玫瑰色光晕，发现了太阳的色球层。 1860年初人们在欧洲观测日全食时发现了日面边缘的突出物。出现在日轮边缘，好象太阳长了耳朵天文学家称为日珥。到了1868.08.18在印度发生的日全食，法国天文学家成功的拍摄了太阳色球的光谱（闪光光谱）。后来被化学家确认为太阳元素氦产生的光谱。 1929年美国天文学家罗素仔细研究了太阳光谱后，证明太阳氢的含量多得惊人，断定氢的含量占太阳总体积的3/5。美国天文学家泽尔估计太阳总体积81.76%是氢，18.17%是氦，其它个元素占0.07%。人们经过观测普查证明太阳已有60多种化学元素。 现代的科技人们只能利用太阳光谱研究太阳大气的化学成分，很难了解太阳内部自然元素的生成演化情况，有待于科学科技发展，人们思维进化从一滴水中透视太阳。 太阳元素-化学特性如果说“太阳元素”的发现让科学界惊到九分，那么当1895年英国化学家威廉·拉姆塞（William Ramsay）从一种含铀矿物中分离到氦的时候，“太阳元素竟然在地球上存在”的消息就让科学界惊到十分了。人们这才知道，原来氦是一种惰性气体，几乎不能和其他任何元素化合，而且极难液化。在常压下把温度降到-253°C，多数气体都会凝结，氦气却依然如故。只有在-269°C低温的淫威下，氦气才乖乖就范。 太阳元素-主要来源氦气最主要的来源不是空气，而是天然气。原来氦气在干燥空气中含量极微，平均只有百万分之五，天然气中最高则可含7.5%的氦，是空气的一万五千倍。可是这种高氦的天然气矿藏并不多，因为天然气中的氦气是铀之类的放射性元素衰变的产物。只有在天然气矿附近有铀矿时，氦气才能在天然气中汇集。 如果地球上没有氦，我们的生活并不会受到太大的影响。氦气的密度要比空气小得多，所以如果往气球和飞艇里充入氦气，气球和飞艇会冉冉升起，让我们不用坐飞机也能实现飞到空中的梦想。可是如果我们没有氦气球和氦气飞艇，起码还有氢气、热气球和飞艇。当然，因为氢气和空气混合后会爆炸，所以氢气球和氢气飞艇并不安全。氢气飞艇曾经被当做大型载人飞行器使用，但是在1937年德国的“兴登堡号”飞艇在美国着陆时不慎着火爆炸之后，它就彻底退出了历史舞台。不过，热气球和热气飞艇还是比较安全的，而且飞行一次的花费也比较便宜。 太阳元素-世界分布现在美国生产的氦气要占世界总产量的80%以上。中国虽然也有一定的天然气资源，可是到目前为止，唯有四川自贡威远的气田曾得到提氦利用，其中的氦含量只有0.2%，而且现在已经枯竭。 太阳元素-中国状况现在中国的氦气几乎都需要进口，由于近两年价格攀升，一般商用的液氦竟然卖到了每升200元。这也就是说，假如你呼出的气都是氦气，那么在安静状态下你呼出的每一口气都值100元！ 太阳元素-氦气用途太阳的氦 如果地球上没有氦，我们的生活并不会受到太大的影响。氦气的密度要比空气小得多，所以如果往气球和飞艇里充入氦气，气球和飞艇会冉冉升起，让我们不用坐飞机也能实现飞到空中的梦想。可是如果我们没有氦气球和氦气飞艇，起码还有氢气、热气球和飞艇。当然，因为氢气和空气混合后会爆炸，所以氢气球和氢气飞艇并不安全。氢气飞艇曾经被当做大型载人飞行器使用，但是在1937年德国的“兴登堡号”飞艇在美国着陆时不慎着火爆炸之后，它就彻底退出了历史舞台。不过，热气球和热气飞艇还是比较安全的，而且飞行一次的花费也比较便宜。 潜水员常常要使用氦气和氧气混合而成的人造空气。这是因为在水下的高压环境下，氮气会溶解在血液中，当潜水员上浮的时候压力减小，血中的氮气便纷纷逸出，形成气泡堵塞血管，使潜水员患上极为难受的“减压症”。氦气在高压下也难溶于水，所以用它来代替氮气就可以解决这个问题。不过如果我们没有氦气，我们还可以用氖气—它在高压下也难溶于水。 氦气在电焊、硅晶片生产中还可以用做保护气，它可以隔绝氧气，避免电焊工件、单质硅和氧气发生讨厌的化学反应。据美国政府有关部门统计，2000年美国消耗的所有氦气中，有18%用在了焊接上，还有16%用作其他工业的保护气。不过如果没有氦气，氩气一样可以出色地完成服务，而且还便宜得多。 太阳元素-缺氦后果缺乏氦气最严重的后果，应该是严重阻碍低温技术的应用，其中受到最大影响的就是低温超导技术。现在已知所有的超导材料都要在-130°C以下的低温中才能表现出超导特性，其中应用最广泛的那几种（比如Nb3Sn）更是需要比液氢的沸点还低的转变温度，这时候只有液氦能比较简便地实现这样的极低温。虽然我们完全可以用别的办法实现同样的低温，但都不如液氦实惠。显然，假如我们没有氦，低温超导技术的普及就会受到严重的阻碍；低温超导技术如果不能普及，医院就会用不起核磁共振成像仪（它需要超导材料制造强磁场）。不过在医学上，核磁共振成像仪只不过是诊断病症的一种工具罢了。即使没有这个工具，我们总不至于永远诊断不了疾病。 |
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