陽光經過太空為什麼又黑又冷 而到了地球卻帶來光明和溫暖?

地球 體育 宇宙飛船 時空通訊 2019-06-12
陽光經過太空為什麼又黑又冷 而到了地球卻帶來光明和溫暖?

這個問題已經說過多次了,既然大家感興趣,就再簡單說一下。

首先我們要知道熱是怎麼來的。我們之所以感覺到熱,是因為有溫度存在,而溫度則是分子運動的結果。分子密度越大,運動的越激烈,溫度就越高;反之分子密度小或者運動的不激烈,溫度就低。

要使分子運動激烈,就需要能量交換。而太陽電磁輻射就是能量的來源。

陽光經過太空為什麼又黑又冷 而到了地球卻帶來光明和溫暖?

太陽巨大的能量是以電磁輻射方式傳遞的,電磁輻射說穿了就是光的一種表現形式,是可見光和不可見光的組合。

我們人眼可見光在電磁輻射中佔有一個很小的波段,在380nm~780nm之間,而高頻和低頻段的光是人眼看不見的,以無線電波、微波、紅外線、紫外線、X射線、伽馬射線等方式傳播。

電磁輻射是以光子為載體,光和電磁輻射傳播都無需介質,在真空中更快。

電磁輻射帶著的能量到了地球,就與地球物質,首先是大氣分子進行交換,使這些粒子運動而產生熱量,體現出來的就是溫度。

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地表大氣密度達到0.00129克/立方厘米,一個立方厘米有2.7x10^19個氣體分子(約2700億億個),這些氣體分子與太陽輻射交換和儲存著能量,就使人感到溫暖和熱度。

而到了高空,空氣分子就很稀薄了。地球大氣層在400多公里的高空叫做熱層,那裡的粒子溫度可以達到一兩千度,可如果拿溫度計去測量卻感到異常的寒冷,那裡的飛船(國際空間站)對著太陽的艙外溫度可以達到121度(攝氏度,後同),而在背陰處,氣溫下降到-157度。

這說明空間溫度是極低的,空間站向陽一面高溫是太陽能量作用於艙壁的結果。所以在這種環境下,粒子達到可以鍊鋼鍊鐵的溫度,但這種稀薄的粒子撞擊,要把1克水提升1度溫度要幾十個小時。

這也是在地球上越高的地方越寒冷的緣故,主要就是越高空氣越稀薄,所能承載的能量就越少。比如到了珠穆朗瑪峰頂,空氣密度只有海平面約30%,所以溫度就很低了。

而在距離地表1000公里的高空,空氣密度只有地表密度的1億億分之一,但那裡的溫度會降到-200度。

越到遠離天體的太空,粒子就會越來越少,到了太空深處每個立方厘米只有幾個粒子了,甚至一個立方米也就1到幾個粒子,所以那裡的溫度會越來越接近絕對零度。

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這樣太陽電磁輻射就在太空暢通無阻,損失也就很小了,一直到達地球,與地球空氣分子接觸,這種能量才以熱量的方式顯示出來。

太陽在太空真空中傳播,並不是黑暗的,乘坐宇宙飛船或者在空間站工作的宇航員都可以看到明媚的陽光。但在太空由於沒有空氣的反射折射和衍射,就不會在空間留下很多明亮的光芒,只有照射到物體,或者人眼對著太陽看時才能夠看到。

太空中還可以看到漫天的繁星,這些都是遙遠的恆星傳遞過來的光線,因為沒有空氣衍射折射散射,雖然看起來更清晰很明亮,但卻不會閃爍,就是一個個單調不動的亮點,鑲嵌在漆黑的背景上。

就是這樣,歡迎討論。

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