為什麼太陽光到達地球能感覺到光和熱,而太陽光經過的宇宙太空卻是黑暗和寒冷的?

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首先在太空中熱量無法長期保存,被太陽光直射地點的地方就會受到熱輻射質子反應而迅速升溫,而沒有被太陽照射到的地方就會一直處於零下200攝氏度至絕對零度之間(到達不了絕對零度),比如說金星附近太空溫度在零下200攝氏度左右,而冥王星附近太空溫度在零下230攝氏度左右。



其次是假如我們站在月球或者火星上還能感覺到光和熱嗎?一定不如地球的效果好,因為地球擁有大氣層,就好像一個穹頂,保溫的穹頂,一層特殊的保護罩,是可以保溫的,如果和火星或者月球一樣,大氣稀薄,溫度一定不會高。像這樣的行星宇宙中有很多了。而金星有一層厚厚的大氣層,表面溫度就可以達到500攝氏度。所以大氣層對我們的感官是很重要的。


另外,太陽系範圍很大,雖然太陽佔太陽系天體質量的98%以上,但是其實太陽系大多數地方都是真空的,所以有光和熱相對於這麼大的空間效果是微乎其微,就好像杯水車薪。

在太空中幾乎沒有什麼物質可以為光量子傳輸或者保存熱量,這個時候就不得不說一下熱傳遞這個概念了,熱傳遞有三種方式,分別是熱傳導、熱輻射和熱對流,熱傳導、熱輻射是需要物質介入才能生效的,而太空中可利用介質很少。



有的朋友可能會覺得是太陽光在宇宙真空環境中能量衰減了,所以經過的地方不會熱,其實不是的,光也是電磁波的一種,所以光在太空中傳播不存在能量衰減的問題。

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宇宙與科學



這個問題已經說過多次了,既然大家感興趣,就再簡單說一下。

首先我們要知道熱是怎麼來的。我們之所以感覺到熱,是因為有溫度存在,而溫度則是分子運動的結果。分子密度越大,運動的越激烈,溫度就越高;反之分子密度小或者運動的不激烈,溫度就低。

要使分子運動激烈,就需要能量交換。而太陽電磁輻射就是能量的來源。

太陽巨大的能量是以電磁輻射方式傳遞的,電磁輻射說穿了就是光的一種表現形式,是可見光和不可見光的組合。

我們人眼可見光在電磁輻射中佔有一個很小的波段,在380nm~780nm之間,而高頻和低頻段的光是人眼看不見的,以無線電波、微波、紅外線、紫外線、X射線、伽馬射線等方式傳播。

電磁輻射是以光子為載體,光和電磁輻射傳播都無需介質,在真空中更快。

電磁輻射帶著的能量到了地球,就與地球物質,首先是大氣分子進行交換,使這些粒子運動而產生熱量,體現出來的就是溫度。


地表大氣密度達到0.00129克/立方厘米,一個立方厘米有2.7x10^19個氣體分子(約2700億億個),這些氣體分子與太陽輻射交換和儲存著能量,就使人感到溫暖和熱度。

而到了高空,空氣分子就很稀薄了。地球大氣層在400多公里的高空叫做熱層,那裡的粒子溫度可以達到一兩千度,可如果拿溫度計去測量卻感到異常的寒冷,那裡的飛船(國際空間站)在對著太陽的艙外溫度可以達到121度(攝氏度,後同),而在背陰處,氣溫下降到-157度。

這說明空間溫度是極低的,空間站向陽一面高溫是太陽能量作用於艙壁的結果。所以在這種環境下,粒子達到可以鍊鋼鍊鐵的溫度,但這種稀薄的粒子撞擊,要把1克水提升1度溫度要幾十個小時。這也是在地球上越高的地方越寒冷的緣故,主要就是越高空氣越稀薄,所能承載的能量就越少。比如到了珠穆朗瑪峰頂,空氣密度只有海平面約30%,所以溫度就很低了。

而在距離地表1000公里的高空,空氣密度只有地表密度的1億億分之一,一個立方厘米還有2700個氣體分子了,但那裡的溫度會降到-200度。

越到遠離天體的太空,粒子就會越來越少,到了太空深處每個立方厘米只有幾個粒子了,甚至一個立方米也就1到幾個粒子,所以那裡的溫度會越來越接近絕對零度。

這樣太陽電磁輻射就在太空暢通無阻,損失也就很小了,一直到達地球,與地球空氣分子接觸,這種能量才以熱量的方式顯示出來。

太陽在太空真空中傳播,並不是黑暗的,乘坐宇宙飛船或者在空間站工作的宇航員都可以看到明媚的陽光。但在太空由於沒有空氣的反射折射和衍射,就不會在空間留下很多明亮的光芒,只有照射到物體,或者人眼對著太陽看時才能夠看到。

太空中還可以看到漫天的繁星,這些都是遙遠的恆星傳遞過來的光線,因為沒有空氣衍射折射散射,雖然看起來更清晰很明亮,但卻不會閃爍,就是一個個單調不動的亮點,鑲嵌在漆黑的背景上。

就是這樣,歡迎討論。


時空通訊


陽光散發出無數光子,光子就是光量子,無靜質量,在真空中以光速c 運行,是一種玻色子。


好了,打住,不說這些繞口的專業名詞了。先說結論,陽光之所以能讓 你感受到光和熱,是因為這些光子與你發生反應了,產生了能量的交換 傳遞。 稍微解釋一下,太空雖然是黑暗又寒冷,但是你要知道,黑暗是就是因 為沒有光子經過,而寒冷,是因為太空是一個真空的環境(理想狀態) ,沒有任何物質去作為溫度的參考或是發生熱傳遞,所以對一個絕對的 真空環境談論溫度是沒有意義的。而陽光為什麼能通過“寒冷”的太空 而不發生損失?我們都知道,熱傳遞有三種形式,熱傳導、熱對流和熱 輻射。前兩種是需要有介質參與的,而熱輻射是物體由於具有溫度而輻 射出電磁波的現象,一切溫度高於絕對零度的物體都會產生熱輻射,溫 度越高,輻射出能量就越大。

而光也是一種電磁波,在真空環境下是不 會損失能量的,直到到達地球,到達你的身上,一部分可見光波段光子 通過直射或反射到你的眼睛中,眼中的感光細胞受到這些光子的刺激, 反饋到大腦經過處理就是你看到的色彩絢麗的世界。而更多的光子以不 同波段的電磁波的形式(如紅外波段)來帶給你能量。你之所以感到溫度上升是因為光子的能量被你吸收了,而在真空中是沒有什麼物質去吸收光子 的能量的。

而我們的太陽,體積大約是地球的130萬倍,質量是地球的33萬倍,核 心處溫度高達1500萬度。每天釋放出的能量是非常巨大的。看一下有多 大。

地球只是接受到了非常小的一部分,就讓這個世界變得如此豐富多彩, 孕育出了人類這種智慧生物。


清明的星空


太陽距地球平均距離約為1.5億公里,而這段距離的宇宙空間溫度只有-270度,可見太陽並沒有加熱這段路途。


我們感覺到太陽的溫暖並不是通過熱傳導來加熱的,而是通過光輻射形式來作用到物體表面。地球和太陽之間是真空狀態,根本不能通過熱傳導來加熱。

如果太陽是通過熱傳導加熱地球的,那麼地球將不會有寒冷,溫度會越來越高。太空十分廣闊,被太陽光照射的地方才有溫度,而沒有照射到的地方溫度極低,能被照射到的地方和廣闊的太空相比實在是太小了,這一點點熱量會迅速分散。因為地球之類的某些行星有大氣層,大氣層起到了很好的保溫效果,太陽光的能量除了一小部分被反射和利用之外,都被大氣層儲藏起來。


所以在沒有大氣層的月球上,白天溫度可達160多度(當然是月表溫度),夜晚會迅速降到-180度。至於為什麼太空看起來背景是黑的,就算是太陽圓盤以外不遠的地方,背景也是黑的。這也和大氣的存在有關係。
大氣不僅起到保溫作用,它還有一個漫反射的原理,這個大家在初中物理都有學過,不在贅述。


紅色天空001


溫度是表示物體冷熱程度的物理量,微觀上來講是物體分子熱運動的劇烈程度。

太空的物質密度非常的低,約為每立方厘米5個粒子,這比地球上人工製造的真空(每立方厘米100個粒子)小了很多,但太空依然是有溫度的,這就是無處不在的宇宙大爆炸的餘暉---3k背景輻射。

太空中的溫度之所以這麼低,是因為在太空中沒有保存溫度的條件。而地球表面的溫度能保持一個合適的水平,這是因為有濃密大氣層的覆蓋,如同蓋了一層透明的被子一樣,它可以阻擋高能的宇宙輻射進入地表,還可以將大量的熱量反射回地面。海水也是一個很好的溫度調節器,在氣溫高的時候吸收熱量,在氣溫低的時候釋放熱量。所以地球的溫差很小。

月球由於沒有大氣的覆蓋,在白晝最高溫度可以達到390K(117℃),最低溫度100K(-173℃)。作為反面典型的金星,由於有一個濃密的大氣層,二氧化碳(溫室氣體)的含量高達96.5%,使得它的平均溫度高達737K(464℃)。繞地球運行的人造衛星,在被太陽直射的一面溫度會達到100多度,而陰面只有-100多度。

宇宙之所以看上去這麼黑的原因是,物質過於稀疏,光線不能反射到眼睛裡,所以顯得如此黑暗。


講科學堂


對於為什麼太陽光到達地球能感覺到光和熱,而太陽光經過的宇宙太空卻是黑暗和寒冷的呢之話題,我個人觀點認為,

太陽光到達地球時,人體能感覺到光和熱的現象,是由於地球和人體都是屬於實體物質,具有對陽光的聚光性和聚熱性物理現象,因而,人體會感覺到太陽的光和熱。

而至於太陽的光經過的宇宙太空卻是黑暗和寒冷的問題,先來明確一點,太陽光在太陽系空間範圍內是光亮的自然現象,而不是黑暗的。關於太空寒冷的問題,主要原因是太空間是真空狀態,太空氣體不具備聚光性和聚熱性,況且在太空真空狀態的環境中,太陽光子群都具有高速度穿透性的遊離狀態,沒有把光能轉變為熱能現象在太空中發生,因而,太陽系太空中的溫度環境都一直是處於寒冷的自然狀態。

不知這樣的回答是否準確?!如讀者閱後覺得我說的有道理,希給個點贊並關注我,可閱讀到我相關科學領域前沿上千個的原創答題,歡迎大家一起來討論和學習。宇明於東莞市。(注:原創作品,版權所有,抄襲必究。)


地外天使


我們的太陽通過將氫轉化為氦來發光,這個過程叫做核聚變。在太陽的中心,可以達到2000萬攝氏度,太陽表面的溫度,就達到了6000攝氏度。太陽每秒將大約500萬噸的質量轉化為能量,通過電磁波在太陽周圍輻射出來。太陽在電磁波光譜中發射出多種波長的輻射,包括紅外線、紫外線和X射線。這也是我們能看到太陽的原因。

陽光

熱可以通過三種方式傳遞:傳導、對流和輻射。太陽不能直接將熱量傳導到地球,因為這兩個物體之間沒有接觸。對流也是不可能的,因為沒有介質連接這兩個物體來促進熱流。因此輻射是通過空間傳遞熱量的唯一途徑,太陽的輻射由稱為光子的小的、無質量的能量包組成。它們穿越真空狀態的太空,當它們撞擊到太陽系內任何物體時,輻射就會轉化為熱量給物體,物體吸收和反射光子,能量就增加產生熱同時我們也看到了光。

而是太陽就是將其大部分能量作為不同波長的光來輻射,以熱的形式到達地球。可見光譜中的光有使地球變暖的效果。它是通過穿透大氣層後被地球上的陸地和水等物體吸收了。一旦地球上的這些物體吸收了它所能容納的能量,它就開始向外面輻射能量。這種地面輻射主要在光譜的紅外波段,被大氣中的氣溶膠吸收。這些溫室氣體收集熱量並儲存地球分配太陽輻射的剩餘能量。最終,甚至大氣層也會達到熱飽和,並將多餘的能量輻射回太空。



而在宇宙太空的真空狀態下,在沒有天體的地方,就不會存在這些方式來傳導和接收,因此是黑暗和寒冷的。


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關於這個問題,需要來了解一下光。光是電磁輻射,這是能量的一種形式。當光子與物體接觸時,它們多多少少會被物體吸收一部分,於是,獲得光能的物體就會變熱。另一方面,光具有不同的存在形式,例如,無線電波、紅外線、可見光、X射線,它們的區別在於波長不一樣。人的眼睛只能看到特定波長的電磁輻射,這被稱為可見光。

地球表面被一層大氣所覆蓋,空氣中存在著各種微粒。太陽光的主要組成為紅外線、可見光和紫外線,當太陽光照射到地球上時,紅外線的一部分會被二氧化碳等其他吸收,紫外線會被臭氧吸收,而大部分可見光則會穿透大氣到達地面,它們與物體發生相互作用,從而把熱量轉移給物體。通過上述熱輻射過程,地球就會變熱。

太陽發出的可見光穿過大氣時會發生散射作用,並且它們在到達地面時還會被地表上的物體反射。這些過程可以使地球上充滿可見光,從而把地球照亮。

另一方面,太空是空蕩蕩的,其中的粒子密度極低,可以認為是真空的。太陽光在太空中穿行時,不會被反射、散射和吸收,所以宇宙看起來是黑暗的,並且也不會被加熱。太陽光最終會到達地球,使地球變熱變亮。


火星一號


太陽光就是電磁波,太空環境是真空的,光在真空環境傳播過程中,不會有能量變化。

地球所接收到的太陽輻射量僅僅是太陽向宇宙空間發射的總輻射量的二十二億分之一,但卻是地球大氣運動的主要能量源泉,也是地球光熱能的主要來源。

為什麼太陽光到達地球能感覺到光和熱?

因為太陽輻射到達地球以後被地球所吸收。

地球有著大氣層,太陽輻射屬於短波輻射,大部分都透過大氣層,被地球表面吸收,使得地球表層吸收太陽輻射,從而發射出地面長波輻射,地面長波輻射多數被大氣層吸收,大氣層吸收以後大部分又以大氣逆輻射的形式,返還給地面。從而達到保溫效果。

簡單回答,祝好!


地理愛好者


答:這裡有一個常識性的認知錯誤,我們說太空是寒冷,與溫暖的太陽光穿過太空後,到達地球並無矛盾。


我們說某個空間處於某個溫度,指的是:這個空間內的微觀粒子(主要是原子、分子和離子等等,不包含光子),無規則熱運動的平均動能!



於是我們就可以進行分析:

1、太空中基本處於真空狀態,微觀粒子的密度極低,而且這些粒子發出的熱輻射極少,顯得太空中的溫度極低,甚至接近絕對零度;

2、物體向著太陽一面,能夠接收到太陽的熱輻射,而且輻射能量非常高,這些光子照射到物體上後,會加熱物體表面,宏觀現象就是向著太陽一面溫度高;



兩者並無矛盾,太空溫度取決於空間內的微觀粒子,和穿過太空的光子並沒有直接聯繫,這是兩個不同的概念。

好比我們在電磁爐和鍋底墊一張紙,然後電磁爐把鍋裡的油加熱到幾百度,但是中間的紙張溫度並不高,是一樣的原理,而這個紙張就相當於我們討論的太空。


這也造成,人造地球衛星,在向著太陽一面溫度高達100℃以上;而揹著太陽一面,卻低於-100℃。




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