太陽的熱量是怎麼突破寒冷的宇宙空間傳到地球的

太陽和地球之間的空間非常冷,溫度接近於絕對零度,這裡的溫度與宇宙的溫度基本接近。那麼太陽的熱量是怎麼突破寒冷的宇宙空間傳到地球的。

太陽的熱量是怎麼突破寒冷的宇宙空間傳到地球的

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。

太陽的熱量是怎麼突破寒冷的宇宙空間傳到地球的

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。

比如浴霸,還有舞臺上的射燈,直接照射人體時感覺非常熱,還有反射型太陽能發電站、放大鏡聚光燒死螞蟻等等都是通過光輻射直接加熱物體的,夏天的正午時分,太陽把皮膚曬得很燙,你可以直接感受到這個過程。

太陽的熱量是怎麼突破寒冷的宇宙空間傳到地球的

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。

而太陽的能量是以輻射的形式傳遞給地球的,輻射能轉化為地球上粒子的動能,從而使得地球的溫度升高。當然地球在擁有了能量之後也會不停地散發輻射,過程如下:

輻射=>內能=>輻射

而地球能保持一個相對穩定的溫度很大程度上是靠大氣的逆輻射,本來要飄散到宇宙空間的能量被大氣層生生擋了回來。如果沒有大氣逆輻射,地球上最熱的地方應該是珠穆朗瑪峰,但實際上那裡是一片冰雪世界。

太陽的熱量是怎麼突破寒冷的宇宙空間傳到地球的

那麼除了熱輻射還有什麼會從太陽傳輸到地球嗎?

當然有,那就是高能粒子,高能粒子是由於太陽的劇烈活動導致的物質噴發出來的,這些高能粒子與大氣層粒子相撞、反應,產生電磁輻射,只不過受地球磁場影響,高能粒子的運動方向都被偏轉向兩極,而裡面包括可見光的那部分電磁波輻射被我們看到,這就是極光。這個過程一樣會加熱大氣層。


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