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?

shiyanbo


溫度雖然是一個很宏觀的概念,但本質上其實是分子的高速運動,地球之所以能感覺到太陽光帶來的熱量,就是因為地球大氣層有著海量大氣分子


在太空中討論溫度是沒有意義的,因為太空每立方厘米只有幾個原子,這幾個原子再怎麼運動也不可能給人溫暖的感覺,這也是為什麼宇宙空間溫度接近絕對零度的原因,宇航員如果不慎死在太空的話也會變成一具冰凍的屍體,或者被地球引力拉倒大氣層內燒成灰。

1.5億千米外的太陽光需要8分20秒才能到達地球,我們人類沐浴著這“過期”的陽光繁衍生息,我們感覺到的溫暖全仰仗大氣分子在太陽光子下的劇烈運動,而光的本質也是電磁波的一種,太陽除了可見光外還向地球轟擊著高能帶電粒子,這些粒字曾經剝離過火星大氣層從而讓火星變成了紅色星球。


地球磁場保護我們免受高能粒子的侵襲,太陽光裡的光子在打到地表後,地表本身又會反過來加熱空氣分子,然後再加上大氣層這個厚實的“保溫被”,地球才能在接近絕對零度的太空中擁有舒服的溫度。

太陽系內的金星也有濃厚的大氣層,然而它的大氣層幾乎全是二氧化碳,溫室效應讓金星溫度達到了上百攝氏度,由此可見大氣層的成分也很重要。

太空中的空間站在面向太陽的時候其表面溫度可達上百攝氏度,而背向太陽時又會降到零下幾百攝氏度


宇宙探索未解之迷



宇宙空間的溫度是接近絕對零度的,而太陽的表面溫度就高達5770℃,因此很多人都疑惑為什麼在太陽溫度如此之高的情況下,地球周圍的太空卻依舊接近絕對零度。

在解釋這個問題之前我們首先要了解溫度是什麼:我們人類所能感覺到的寒冷和炎熱其實是大氣分子運動劇烈程度的一種表現,溫度越高就說明分子運動程度越劇烈,因此溫度產生的前提就是要有足夠多的分子才行,而宇宙空間每立方厘米只有幾個原子,這些原子再怎麼運動也無法給人實質性的溫度感受,因此地球和太陽之間的太空才這麼冷。



太陽本質上就是一個巨型等離子體,以核聚變為能量來源的太陽每時每刻都在向外發射電磁波(光本質上也是電磁波),這些電磁波經過8分20秒的飛行後就會抵達地球大氣層,而地球大氣層中的巨量分子則會吸收這些能量從而高速運動,於是氣溫就升高了。

需要指出的是大氣層僅僅只吸收了太陽輻射的一小部分,而大部分太陽輻射都成功打到了地表,地表吸收太陽輻射後會繼續向外輻射電磁波,而這部分電磁波又會被臨近地表的空氣分子吸收,於是溫度又升高了。



地球之所以能夠在寒冷的太空中保持宜人的溫度,最大的功臣就是地球厚密的大氣層和地磁場,前者保證地球有巨量分子可以通過吸收太陽輻射的方式產生溫度,後者保證地球的大氣層不會被太陽輻射中的高能帶電粒子所剝離。


宇宙觀察記錄


答:主要是是因為大氣溫室效應和熱輻射。

大氣溫室效應拯救了我們

我們地球能有這麼合適的溫度滋養萬物,這都源自我們大氣層的溫室效應,地球就像被蓋了一層被子,所以溫室效應拯救了我們!

白天太陽光穿透大氣層照射到地面,由於空氣是不能直接吸收太陽光這個波段波的能量,所以地面在吸收太陽光熱量後,通過熱輻射的方式將熱量傳遞給了大氣,我們才有個合適的溫度。

夜晚由於大氣像一層被子一樣蓋在地球上,這樣只有少部分熱量散失到太空,不至於溫度下降太快!

日復一日的這樣交替!這也能解釋一句常說的話:高處不勝寒!也是這個道理!好處高冷根本原因是離地面太遠!而不是人們的慣性思維,離太陽近,怎麼還越來越冷!

以月球為例

我們的月球和地球相對太陽可以說是一個軌道上的,受著同樣的光照,但月球上的溫度讓人大跌眼鏡。

白天太陽直射月面月表溫度127℃,直接刷油烤肉都可以!這是因為月球沒有大氣,地面吸收的太陽光熱量沒有大氣的吸收,積聚導致溫度這麼高!

夜晚月表溫度-183℃,由於沒有大氣的保護,月表溫度可以不停地往外太空輻射,導致溫度驟降!

地獄金星

大家都知道金星有些地獄般的環境,濃厚的大氣層,超強的溫室效應,直接讓金星溫度爆表400℃,這個連肉都來不及烤,就化成灰了!!!

綜上所述:可見大氣對我們的重要性!所以大家愛護環境,節能減排,能坐公車不開車,能騎自行車不坐車!😄


量子科學論


最根本的原因就在於大氣層!

溫度的本質是微觀粒子運動劇烈程度的體現!

空氣分子運動越劇烈,其氣溫越高。而太陽射向地球的可是各種電磁波。我們平常看見的太陽光僅是太陽射向地球的極小一部分電磁波。

電磁波的能量載體是光子,當太陽光中的光子撞到地球空氣分子上,會導致空氣分子吸收能量而加劇運動,於是氣溫升高。

當然大部分太陽輻射都被地表吸收了,吸收太陽光的地表中的原子核外電子處於激發態,也會向外輻射電磁波。於是這些電磁能量首先被空氣分子吸收,再傳到外太空去。

地表就相當是煤氣灶的鍋,空氣就相當鍋中的水。加熱水有兩種方式同時進行。

第一種,太陽光直接照射空氣分子上,加劇微觀粒子的運動程度,導致溫度升高。

第二種,地表的溫度一般比空氣溫度高,在熱力學定律下,高溫物體向低溫問題傳導溫度。其實在微觀上體現,就是地面的土壤原子輻射電磁波,再被空氣分子吸收。


太陽光照到太空中之所以不會熱,在於太空大部分是真空,而且很空曠

太空中沒有物質,就不能吸收太陽發出的電磁波。如果在太空中隨便取一個空間,這個空間裡除了光子,基本沒有其他粒子了。那麼光子就不能把它的能量傳遞給其他微觀粒子。既然沒有除了光子之外的微觀粒子,也就很難體現出溫度。太空的溫度也就是單位空間內光子的運動劇烈程度,而這體現出的溫度遠沒有空氣大分子強烈。

比如月球,由於沒有大氣層,太陽直射到月球表面,其能量不會分散給空氣分子,月球表面會直接吸收這些能量導致最高溫度達到160℃。

在月球的夜晚,由於沒有大氣層的遮擋,月球會把多餘的能量直接輻射到外太空。導致最低溫度達到了-180℃。

大氣層就相當是個緩衝帶。地表溫度高了,它會幫忙吸收熱量。到夜晚,大氣層會保存一部分溫度,不至於地面溫度過低。


夏天溫度高,是由於太陽直射點在這一區域。這就意味著單位時間內,太陽射向該區域的能量多,導致空氣分子運動異常劇烈。即便到了夜晚,空氣分子的劇烈運動程度也不至於降的過低,導致夏天的夜晚也挺熱。


科學認識論


坐過飛機的人都有這個經驗,飛機飛到高空,溫度會越來越低。似乎這個經驗和我們生活中烤火爐的感受不一樣,難道不是離火爐越近越熱嗎?

關於這個問題,物理學上的解釋是這樣的:

光線是一種輻射能量,它在空氣中傳播,空氣是不吸收這種輻射能量的,當太陽光穿過整個大氣層(假如沒有云),直接到達地面,而地面會吸收大部分的輻射能。因此,真正在發熱的物體是地面,地面再對其周圍的空氣進行加熱。離地面越近,空氣溫度就越高。而高空離地面遠,自然高空的空氣溫度就低。高空的空氣的熱量,主要是靠和地面空氣的對流而變熱的,並不是依靠太陽的照射。

另外,當太陽照射在我們身上的時候,我們的身體直接在接受太陽的輻射能量,所以會感受太陽的輻射熱量,此時,我們的身體既是輻射的接受體,也是對周圍空氣加熱的發熱體。

對火爐取熱來說,原理上和太陽光差不多,不過火爐的發熱是一個區域,隨著距離增加,輻射能就逐步降低,這就是我們離開火爐越近,就會感到越熱的原因。

所以,這個問題的關鍵就在於,當光線不能穿透某個媒介的時候,這個媒介才是真正的熱源。


我是誰誰是我誰是誰o


陽光穿過冰冷的太空把熱量帶到地球,雖然陽光在太空中加熱了八分半鐘,但是太空的溫度依然是低到零下270攝氏度,主要就是因為太空幾乎接近絕對真空,沒有物質存在。


陽光要想把太空“加熱”它有三種途徑:一是對流、二是傳導、三是輻射。

三種途徑中對流和輻射佔據主要作用,而熱輻射效果不明顯。在太空中恰恰相反因為接近於真空狀態,熱量不能通過對流和傳導的方式傳播,只能通過輻射。

任何物體溫度只要超過絕對零度就可以向外輻射,同時也可以接受輻射。這兩者的差值就是物體熱量的增減值。而太空中的零下二百七十攝氏度幾乎就是宇宙背景微波輻射,這一抹宇宙大爆炸的餘暉。


地球上的溫度之所以冷熱適宜,主要是因為大氣層的存在,白天的時候接受到充足的熱量、夜晚的時候地表也可以熱輻射傳遞熱量到大氣,可以說大氣層就是中間的緩衝帶。


月球太陽的距離和地球與太陽的距離相當,但是因為沒有大氣層導致晝夜溫差將近三百攝氏度。同樣是因為太空中幾乎絕對真空的狀態,如果一個人上到太空中身體的熱量也不會快速消失,只會慢慢向外輻射熱量,而沒有熱傳導和對流。



科學黑洞


這是一個錯誤的觀點,地球和太陽之間,充滿了輻射熱量,只是沒有感受器去截留,導致熱量飛速逝去。根據現有的物理學知識,熱量的傳播只有三種途徑,傳導,輻射和對流。


咱們先說傳導,最直觀的例子,我們手持不鏽鋼筷子的一端,另一端放在煤氣灶上烤,不一會兒,就會感到燙手,不得不扔掉。日常生活中使用的小到電飯鍋,暖寶寶(裡面有鐵粉、食鹽顆粒,傳導起到絕對主力作用),大到熱電廠的鍋爐,化工單位的熱交換器,都是傳導作用。不過,這個作用的限制就是必須有傳導介質,比如金屬,石頭等等。離開了這個介質,就談不到傳導。

第二種方式是對流,空氣分子的運動想對容易,當某一區域的空氣被加熱,分子運動加快,推動周邊的空氣分子劇烈運動,成波形將熱量傳遞出去,這個顯現就是對流,典型的例子:我們處於煤氣灶的旁邊,肢體並沒有接觸到火焰,但是依舊會感到溫暖火熱,這就空氣的傳導作用,不過這個距離是有限的,等我們退到廚房門口,也就2-3米的距離,就感覺不到熱量翻滾了。人們煮水,也是利用的液體對流。看著美麗的主婦們在忙飯,大汗淋漓,出了廚房門,就好多了,心疼之。


第三種方式就是輻射,典型的例子:鍊鋼廠,高爐運轉的時候,灼熱的鐵水超過到1064攝氏度,我們站在30米外,都會覺得熱,空氣對流不可能有這麼遠的距離,只有輻射。最常見的就是微波爐啦!

以上三種方式,能夠作用在茫茫太空的只有輻射。太陽距離地球有1.49億公里,沒有金屬棒傳導,真空中也沒有空氣對流。不要以為只有可見光才能夠產生熱輻射,其實熱輻射的最大功臣反而是紅外線和遠紅外線甚至是微博段,這些都是我們看不到的,這也就解釋了,就算是陰雨天,雖然看不到陽光,我們的大氣溫度不會立即降到冰點的原因。

太空當中,幾乎沒有空氣分子,對流效應可以忽略,當然也沒有一根鐵棒可以連通地球和太陽,剩下的只有輻射,在近地軌道,陽光直接照射的物體表面,光輻射能夠讓物體表面很快加溫,達到120多度,在陽光照射不到的區域,物體表面的溫度只能夠是-140度左右,這樣的溫度差,普通的材料是難以接受的,只能夠是某些合金才能夠承受。因此,人造地球衛星、太空站、甚至宇航服,都要考慮朝陽面和背陰面的溫度差,咱們看到宇航服笨重臃腫,就是這個道理,它背後有50公斤的生命維護系統,其中重要的部分就是溫度控制循環管道,否則,宇航員在太空就是水深火熱,胸前背烤焦,背後被凍裂,慘不忍睹。

在沒有宏觀物質的太空,微波和可見光一晃而過,沒有物質吸收或者暫留這些光線,也就體會不到溫暖,給人的映像就是寒冷無比,其實這是一個錯誤的觀念。不過,光線的傳播是放射狀的,物體感受到的溫度,與光照的面積成正比,與距離的平方成反比,也就是說,距離太陽的一定距離後(火星軌道以外),光線照射在身上的熱量還不足以抵消我們的身體散失的熱量,因此才會感到寒冷。

…………

宇宙真奇妙,謝謝閱讀!


諸葛小村姑


太陽和地球之間冷得不行,但是太陽光照在地球上卻很熱?

確實是這樣,太空中非常的寒冷,中國古人把太空叫廣寒宮一點不假。

但是照到地球上卻非常的熱。萬物生長靠太陽,尤其是陽光直射的赤道上一年四季都是夏天,把樹葉都烤焦了。

月亮上被太陽照射的地方正幾百度,沒有照射的地方負幾百度。

許多的事情迷惑了許多人們,這是怎麼回事呢?

我們在地球上看見燃燒的火焰,放射出熱量,感覺燃燒的東西會放射出熱量,不燃燒的東西不會放射出熱量,燃燒是怎麼回事呢?翻開物理書籍,原來一個物質的燃燒是物質內部在激烈的運動,激烈運動的物體就會放出熱來,比如我們搓搓手,手就會發熱,因為運動快就會發熱,物質裡面的原子核中的電子在激烈的運動,運動到一定程度就會發光發熱。發出的光會向四處放射,射到物質上會激發被照射的物質電子也運動的非常快,也發熱,如果沒有照到物質,就不起作用,所以太陽和地球之間沒有物質,它們之間非常寒冷。當你把一隻手放到太陽和地球之間你的手是物質,你會感到烤手。但是虛空中沒有物質那就是廣寒宮了。在月亮上被太陽照射的一面,幾百度的高溫,而沒有照到的背面卻是零下幾百度,而地球上沒有這種現象,這是地球空氣這個物質起到了傳遞和保暖的作用,調和了溫差。在珠穆朗瑪峰上終年積雪,就是因為空氣稀薄,調節能力差的原因。

光是一種能量,能量能夠通過輻射的方式影響非常遠的物質內部的電子運動,也運動快,發熱。而對虛空沒有物質的空間,不起作用。


寶樹白石34222787


最根本原因是地球到太陽之間的絕大多數空間是真空環境。光線中的能量是紅外線攜帶的,如果沒有物質和它作用,它攜帶的能量就不會衰減,這就是為什麼太陽離我們這麼遠,我們依然可以感覺到溫暖。相對真空的太空沒有物質吸收紅外線,除此之外也沒有能量來源,所以它寒冷。 如果地球沒有大氣層,沒有水,黑夜地球表面會很快降溫,因為土、石等物質比熱小。 然而地心有核聚變反應,內部冷不了。 幸虧太空絕大部分是真空環境,否則太陽的能量還會通過熱傳遞的形式傳到地球,地球會更熱。太陽這種依靠光將清潔的能源傳給我們,不會因距離遙遠,而感受不到它的溫度,實在是地球的福音。



聽雨天行


太陽是棵恆星,每時每刻都在進行熱核發應,併產生熾熱高溫,太陽表面溫度達到六千多度。但是它的光線照射經過亡茫茫浩瀚的大空時,可大空感受不了一絲絲溫暖,反而是寒冷透骨,宇航員出外出大空倉都要穿特製的保暖服。主要原因是在宇宙空間是真空,沒有空氣作為熱效介質,所以它不產生熱量,太陽發出的光無法轉化為熱效應,那麼大空必冷無凝。

地球是太陽的衛星,時時刻刻都在繞著太陽運轉和自轉,所以我們的地球產生了四季和晝夜,有陽光和溫暖。那麼是什麼原因讓我們地球,有這樣的適宜人類和萬物居住生存環境呢?

最重要是大氣層作用,盡人知道地球表面有一層保護地球空氣層,厚度大約十多公里,太陽光線經過空氣時,會被折射併產生熱量,所以我們的地球才變得溫暖。我們做個實驗就明白其原因。點燃一支火燭,在自然空間有空氣地方,它會燃燒併產生光和熱量。但如果把它密封起來裝在一個罐子裡面,火燭馬上就滅掉,並且再無法點燃。所以它的燃燒產生光和熱必須有空氣為條件,沒有了空氣它就會息滅。因此大空沒有空氣太陽光線無法轉化為熱,所以寒冷。地球有空氣,光線能轉化為熱量,所以溫暖。


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