如何測量一億度的高溫

初中物理學過：物質是由許多微粒組成的，這些微粒無時無刻不在做着無規則的運動。溫度越高，其運動速度也越快，溫度越低，運動速度越慢。也就是說溫度是構成物體的微粒的“平均動能”的量度，當微粒停止運動的時候，此時的溫度就爲“絕對零度”。

測量溫度一般有兩種方式，測量這個量本身，或者測量溫度所引起的其他效果間接測量溫度。

由於我們很難測微粒的平均動能，所以一般我們採取簡單的方法，測量溫度引起的其他效果。

例如我們最常用的水銀溫度計，就是利用溫度變化引起的熱脹冷縮效應；測溫槍利用的是不同溫度的物體會發出不同的紅外線的原理。

可是人造太陽中等離子體的溫度高達1億多度，顯然不能用溫度計或測溫槍去測，要想測量這麼高的溫度，得從溫度本質出發，測量微粒運動的速度。

人造太陽中的微粒是等離子體（電子和離子），測量等離子體有兩種方法。

1.利用洛倫茲力

當電子在磁場中運動時，會受到“洛倫茲力”的作用而運動，（沒錯，就是你用右手螺旋定則判斷的那個洛倫茲力）而電子在做運動時其本身會發射電磁波，電磁波的頻率和運動速度有關，所以只要測的電磁波的頻率，就可以得出電子運動的速度，從而測量出其溫度。

2.利用多普勒效應

如果向等離子體中發出一束激光，那麼激光就會與其中的電子發生相互作用，發生散射。由於散射出來的激光受到了電子本身運動的影響，頻率會產生變化，通過測量這一頻率的變化，就可以算出電子的運動速度，從而得到等離子體的溫度。