A Nap belsejéből hogy tud kijönni a fény?

Már a példád is cáfolja azt, amit mondasz.

Gondolod, hogy az izzó vas belül lévő része nem sugároz, nem izzik ugyanúgy?

Dehogynem.

És abból is kijön a fény.

Atomról atomra, kibocsátott, majd elnyelt, megint kibocsátott fotonok révén. Szépen lépésről lépésre, de bizony kijön az a fény.

A Nap belsejéből is kijut a fény.

Lehet, több millió év kell neki ehhez, de kijut.

Pedig a kérdés jogos, mert a Nap anyaga nem gáz, hanem plazma, ami igen csak jó vezető, és ugyanúgy visszaveri a fényt, mint a fém.

A válasz persze az, amit már írtak, hogy éppen ezért igen sokáig utazik benne a fény, millió évekig. Bár nem tudom, mennyi értelme van ilyenkor a fény utazásáról vagy sebességéről beszélni, hiszen nem az a foton fog kijutni, ami odabent megszületett. De ez a közönséges üvegre is igaz.

Nagy vonalakban, érdekességekkel a pontosság és precíz megfogalmazás igénye nélkül:

Alapjáraton létrejön a foton a csillag esetünkben Nap magjában. Ez 90%-ban p-p lánccal történik, ennek több fajtája van, a lényeg, hogy kezdetben a csillagot alkotó protonok elkezdenek összeállni meg béta-bomlani és végül lesz egy hélium mag. A maradék 10% meg CNO ciklus, amikor a szén katalizátor egy folyamatban, amelyből végül a szén kijön, de közben 4 proton össze béta bomlik meg összeáll egy hélium maggá. A folyamat kérdés szempontjából releváns része, hogy a folyamat során energia szabadul fel, amelynek jelentős része fotonként jelenik meg. Ez nagy energiájú foton, viszont a magban, ahol létrejön rendkívül nagy nyomás és hőmérséklet van. Nagyon kicsi itt a fotonok szabad úthossza, tehát az a távolság, amit meg tud tenni a foton két ütközés között. Épp ezért a foton sokszor elnyelődik és kisugárzódik. Sokszor részben szokott kisugárzódni, ezért a kezdeti egy nagyfrekvenciás és nagy energiájú fotonból lesz sok kisebb energiájú, emiatt gyakorlatilag a teljes spektrumot lefedi egy csillag sugárzása. Ahogy jövünk ki a csillag közepétől, úgy csökken a sűrűség, ami miatt nő a szabad úthossz. Sok-sok ütközés után kijut a foton a csillagból. Jó közelítéssel izotrop az ütközés, tehát minden irányba ugyanakkora valószínűséggel megy a foton (ez alapján sose juthatna ki), viszont a szabad úthossznak van egy szórása és ezen szórásokból fog végül összetevődni azaz elmozdulás, ami kijuttatja a fotont a csillagból. Így hiába van rendkívül nagy sebessége a fotonnak, rengeteg időbe telik kijutni a csillagból, évmilliókba. Fontos megemlíteni, hogy ez a módja a fényterjedésnek a radiatív energiaterjedés vagy sugárzási transzfer. Viszont terjedhet másként is az energia egy csillag belsejében, mégpedig konvekcióval. Ekkor a csillag anyagát alkotó plazma hidrodinamika áramlása amely az energiát szállítja. A csillag állapotjelzőitől függ, hogy a csillagon belül hol melyik energiatermelés a jellemző. A Nap esetében a mag a sugár durván 20%-a lehet. Innentől 70%-os sugárig van az úgynevezett sugárzási zóna, azért hívjuk így, mert itt a sugárzási transzfer a jellemző energiaterjedés. Itt olyanok a Nap állapotjelzői, hogy szilárd testként lehet rá tekinteni, szilárd testként forog. Ezután következik egy nemrég helioszeizmológiás módszerekkel felfedezett zóna, a tachoklína, ez egy átmenet a sugárzási zóna és konvektív zóna között (feltehetően ez felel a Nap mágneses teréért). Ez a sugár 1-5%-a, utána következik a konvektív zóna, ahol a konvektív áramlatok szállítják az energiát a mélyebb rétegekből a felsőbb rétegekbe, ahonnan aztán maradandóan tud távozni a sugárzás. A konvektív zóna jellemzője a mélységi és szélességi differenciális rotációs is. Ez szemben a sugárzási zónával már nem tekinthető szilárd testnek. Szintén a konvekció miatt van a Nap felszínének úgynevezett granulátumos szerkezete. Az energiaterjedést úgy is fellehet fogni a termodinamikával, hogy hő áramlik át a melegebb helyről a hidegebb helyre (második főtétel), hiszen a magban uralkodik a legnagyobb nyomás és hőmérséklet, míg a csillag felszínén a legkisebb.

"ha van egy fémlemez, amit évezredekig világítanak, akkor idővel az a fény át fog hatolni a fémlemezen?"

Igen. Méghozzá viszonylag gyorsan. Nem kellenek ehhez évezredek. Épp csak annyi idő, amíg a lámpa elnyelt fénye átmelegíti a lemezt a túloldaláig. Csakhogy a kilépő fotonokat te nem fogod látni. Útközben a sok elnyelődéssel és újra kisugárzással, szóródással stb. vesztenek energiájukból.

Egy lámpával megvilágított vaslemez túloldalán már nem látható fény fog kilépni, hanem a csökkent energiájú infra fotonok.

Egy hőkamerával látni fogod.