太陽和地球之間的太空冷到不行,為何太陽光照到地球卻能變熱?
文/姿勢分子
(不要走開,文末有彩蛋)
太陽是萬物生長之本,每當太陽升起,就會給地球帶來溫暖,讓萬物得以生長。
按理說,離太陽越近的地方,就會越熱。
不過,為什麼在地球和太陽之間,卻是一片極低溫的環境呢?既然這裡是超低溫,太陽又是如何給地球加溫的呢?
說起來,這就要講到溫度的傳導了。
熱傳導有三種模式:直接熱傳導、熱對流、熱輻射。
所謂的直接熱傳導,就比如將冰塊直接放在常溫的物體上,就會導致這個物體降溫。所謂對流,就比如將一杯熱水和一杯涼水放在一起,兩杯水就會變成同樣的溫度。
第三種,就是我們今天要說的,熱輻射。
任何一個有溫度的物體,都會將自己的溫度以電磁輻射的方式向周圍溫度較低的環境進行釋放。溫度越高,釋放的溫度,也就是能量就越多。
太陽,就是通過這樣方式來傳遞熱量的。
電磁輻射是一種波,根據波長不同分為紅外線、可見光和紫外線。
其中,紫外線會被地球的臭氧層吸收掉絕大部分,紅外線會被二氧化碳等物質吸收一部分、其餘的紅外線和可見光最終來到了地面。
這些光與地面或者空氣里的物質發生了相互作用,提升了它們的溫度,最終實現了電磁輻射的導熱過程。
說起來,這個問題還是沒解決,它們為何在太空中不會提升太空的溫度呢?
這是因為太空是高度真空,幾乎沒有任何物質,沒有和它們發生相互作用的「小夥伴」,所以太空無法通過電磁輻射進行升溫。
而地球的大氣層內,各種物質都非常豐富,就有了相互作用的條件。
那麼,所謂的相互作用,是什麼作用?
其實,就是微觀粒子的相互碰撞。
我們知道,只要不是處於絕對零度的狀態,微觀粒子都處於永遠不停的運動狀態中。粒子的運動速度快,則這個系統的溫度就高;粒子運動速度慢,則系統溫度低;粒子完全不運動,就是絕對零度。
而光,則具有波粒二象性。在太空中,它們作為波來傳遞,帶到地球。進入大氣層後,展現出粒子的運動本質。它們的運動撞擊到地球的空氣等物質的微觀粒子,導致它們的速度也變快,於是溫度就提升了。
文末彩蛋:我們平時都被教育不要直接看太陽,實際上,在太空中,由於沒有地球大氣層的散射,太陽會更加明亮。而且,太空中看到的太陽不是像我們地面上看到的紅色或者金色,而是白色的。
(人山人海,相遇不易。創作艱辛,如果您覺得姿勢分子這篇文章還可以,請點擊關注,是對我最大的鼓勵。快陪我一起探索有趣的科學世界吧~)
※太平洋1200米以下的神秘鯊魚,活150歲才開始「談戀愛」
※10條老師也說不出來的冷知識,一剎那到底是多長時間?
TAG:科學求知之者 |