真空是不导热的,那么太阳的热量是怎样通过真空的宇宙来到地球上的?
其实所谓热量说到底它仍是能量,只不过它的产生只来自于物体粒子的运动,我们知道一个物体虽然宏观看上去静止不动,但是从微观角度来说构成这个物体的所有粒子都是运动,并且彼此碰撞和反弹,所以这些粒子运动和碰撞的越快,那物体产生的热量就越多,所表现出的温度也就越高。
我们地球上的生命,利用的就是太阳的光能。当然,光能到达地球后就可以直接转换成为热能了。地球接受到的太阳光是可见光,其中还有紫外线和红外线。不过紫外线大部分都被地球大气层中的臭氧吸收掉了,剩下的少部分可以穿透地球来到地面。红外线就是负责产热的。紫外线的波长大概在200-380nm,人们无法看到,可见光的波长在380-780nm之间,红外线的波长大概在780nm以上。光的波长越短,能量越大。
紫外线具有损伤皮肤的能力,就是因为紫外线能量大,可以被很多物质吸收,导致他们突破化学反应的能垒,从而干扰体内正常物质的生命通路。不过,紫外线也有好处,就是可以催化人体内合成维生素D,从而促进钙当然吸收。而民间说法晒太阳促进钙吸收就是源于此热量传递有三种方式,就是通过对流、热传导、热辐射来传播。热对流是通过流体,包括气体和液体,通过气体和液体的流动,把高温传递到低温物体。太阳的热辐射到地球后,加热了空气,通过空气流动,就把热量均匀的散发开来。宇宙中没有空气,当然就不能以这种方式传递了。
热传导需要两个物体接触,使热量从高温物体传递到低温物体。就像用火烧一根铁棒,被烧的一头热量很快就会传导另一头。太阳与地球没有接触,当然也不能用这种方式传递热量。因此只剩下第三种,热辐射。太阳的光和热以电磁辐射的形式发射出来,其中有各种射线,这些射线在真空中传递的速度和效率更高,几乎没有损失的传递到了地球。电磁辐射到达地球后,紫外线会在臭氧层被大部分吸收,其余的可见光和红外线与空气分子和地表物质发生作用,被加热的空气和地表就会通过热对流和热传导的方式,向没被照射的地方散发开来。实质上,太阳传递的热量就是通过电磁辐射激发粒子运动得到的。
粒子浓度越高,被激发的越厉害,运动的越激烈,其热量就越大。因此阳光发挥热辐射作用必须有足够的粒子有效率。太阳光通过地球大气层热层时(距地表400~800公里的高度),可以把那里的粒子加温到2000度以上,但由于那里已经接近真空状态,粒子极少极少了,物体碰到粒子的机会很少,所以如果那里实际感觉会很寒冷。阳光到了地球,在浓密的大气中就很快被吸收,太阳电磁辐射就转变成了热量,温暖着人类。
2023-07-04 广告