宇宙零下273℃,太陽的熱量是怎麼傳到地球上的?
宇宙零下273℃,太陽的熱量是怎麼傳到地球上的?
太陽的熱量並不是通過我們普通人想像的熱傳導的模式來到地球的,而是通過電磁波輻射的模式傳遞的,所以可以不通過介質傳導,可以輕易地通過真空傳遞熱量。
我們先來科普一下什麼是熱量,熱量並不僅僅是我們所感覺到的炎熱。它是一種能量形式,當我們感覺到物體表面很熱的時候,是因為它內部的粒子在發生著劇烈的熱運動,他們彼此不斷地撞擊和反彈。這些運動發生的越快,物體表面就越熱。
自然界,熱量傳遞的模式有三種,熱傳導、熱對流和熱輻射。
熱傳導需要物體與物體之間的接觸,從本質上看,熱傳導是由物質中大量的分子熱運動互相撞擊,而使能量從物體的高溫部分傳至低溫部分,或由高溫物體傳給低溫物體的過程。我們使用熱水袋、電熱毯就是這樣的原理。
熱對流在我們的氣候中,出現得比較多,是指熱量通過流動介質,由空間的一處傳播到另一處的現象,在氣象學上,溫差導致了大氣對流,造成很多不同的天氣狀況的發生。在海洋洋流中,熱對流也是造成大洋環流的原因之一。
熱輻射是遠距離傳熱的主要方式,不需要任何介質在其中發揮作用。我們的太陽是一個不斷進行核聚變的巨大能量聚集地,它向四周不停息地發射著各種波長的電磁波,這些電磁波包括X射線、γ射線、X射線、紫外線、可見光、紅外線等,波長範圍覆蓋了從X射線到無線電波的整個電磁波譜。其中很多對人體有害的電磁波被地球大氣層擋住了。
太陽和地球之間的宇宙就是行星際空間了,非常冷,溫度接近於絕對零度,這裡的溫度與宇宙的溫度基本接近、有知道光在真空環境中沒有熱效應,當太陽光照射地球,光的輻射能被地球上的物質吸收,從而發生熱效應。這就是太陽光照的由來,由於物體吸收的輻射能不同,產生的溫度也不同,這樣熱量就成功傳導了被照射的物體上。太陽產生的熱量來自氫核聚變,熱輻射可通過電磁波向外傳遞能量,由於地球與太陽之間巨大的距離,那麼這是一種熱輻射效果,由於光與熱是同一種東西,也就是光的熱效應。
太陽表面溫度可達到5000攝氏度,內部溫度為1500萬攝氏度,如此高溫的環境是太陽源源不斷釋放出熱量的原因。在地球表面和軌道上接受到的光照有些不同,經過大氣層的遮擋和屏蔽之後,熱效應的效率會降低。但是在軌道上,熱效應就非常明顯了,同一個物體的正面和背面的溫差就很大 ,正面可達到上百攝氏度,背面就是零下,這就需要材料的抗溫差範圍較大,傳統的材料已經無法滿足需求。這與月球表面是一個道理,在沒有光照的情況下,溫度直降到零下,有光照的地方就是高溫。當然,如果探測器直接飛入太陽,那麼不用多久就已經氣化掉,不用說距離恆星太近,就是足夠遠的位置,也會因為光的熱效應導致無法繼續生存下去。


※如果說宇宙是大爆炸產生的,其中心點現在在哪裡?
※黑洞是一個什麼樣的型態?
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