夏日消消气

其实电磁波布满宇宙，电磁波就是光子，光子携带能量，太阳的热量并没有传递给地球，是光子携带能量到达地球。

ga1111

科学解释：真空不传热，地球是怎么接收到太阳的热量的？

真空无法产生传导和对流，这两个定义无比准确，相信各位都知道在没有任何介质的情况下传导和对流是无法发生的，但辐射可以无所顾忌的穿过真空，从太阳到达地球，慷慨的给予每一个生命以热量！但这里有几个问题，太阳的热辐射是怎么穿过真空的？所谓的真空真的是没有任何物质吗？为什么会说有宇宙尘埃？

太阳的热辐射是怎么穿过真空的？通过什么介质？

地球从太阳上获得的热辐射的主要来源就是可见光辐射，当然还有我们看不到的紫外和红外波段，如果各位有卫星通信经验的话，肯定还知道有一个来自太阳的强射电干扰，另外也还有大部分被大气层阻挡的X射线辐射和γ射线辐射，简单的说，太阳就是一个全波段的射电源，从微波段开始到可见光再到伽玛射线，整个频段都覆盖了透彻，但它们的分布有些区别：

• 可见光部分占太阳辐射总量约50%
• 红外部分占太阳辐射总量约43%
• 紫外部分包括Χ射线等，占太阳辐射总量的7%

这些辐射的全频段就是电磁波，当然我们是认识光在前，而认识光也是电磁波则比较靠后了，早在古希腊时期的先贤就认为世界是有四种元素构成的，分别是：“水、火、土、气”，而亚里士多德则提出了第五元素以太，牛顿曾经借用以太作为引力传递的介质。

早期认为光是粒子时并没发现这是一个严重问题，因为粒子传播大家都觉得没有介质并这很正常，但后来发现了光也是一种波，突然问题就变得很严重了，比如声波需要通过空气或者水或者固体来传递，而且介质越硬速度越快，比如水中的声速比空气快，钢材中的声速比水中快，而光的速度在19世纪初已经测试个大概了，大约30万千米/秒，这可是一个严重问题，什么物质中传播能让光这么快呢？

必须是以太，以太就是一块砖，哪里需要哪里搬！当年牛顿用以太来传递引力，现在光也在以太中传递，下面还有电磁以太，因为它需要传播电磁波！当1860年代麦克斯韦通过他的方程组推导出电磁就是光，而且光速是一个常数时，科学界并没有意识到这是一个问题，但到1887年以太论的狂热支持者迈克尔逊和莫雷想要测试下以太漂移时却发现是个零结果，到底是以太不存在还是光速不依靠以太？但无论是哪个结果都差不多，以太时代该结束了！

爱因斯坦抛弃以太论以光速不变和狭义相对性原理推出了狭义相对论，结果大家都知道了，大获成功，死守以太论的洛仑兹和庞加莱后悔不已，当然爱因斯坦也认为即使他不推出，5年内必然也有人会推出。

至此我们了解到光/电磁波穿过真空时不需要任何介质的，所以我们可以放心大胆跟太阳光说，放马过来吧！

光不是只穿过了宇宙么，为什么晒到人身上就感觉热了呢？

首先我们要来认识下什么叫热，有温度就是热，没温度就是冷，这是大家不太严谨的形容方式。当然无论热或者不热，它都有温度，只不过热的温度远高于体温，冷的温度远低于体温罢了，那么问题来了，温度到底是个什么东西？

曾经历史上将它理解为热质说，认为热质是一种没有质量的气体，物体吸收热质后温度会升高，释放热质时则会降低。在1798年英国科学家监督加农炮镗孔时发现，钻头的摩擦会导致高热，而越钝的钻头则越热，因此他提出了分子运动的理论。

1799年汉弗里·戴维在设置了一个实验，周围环境隔绝的容器中两块摩擦的冰，最后融化成了水，因此汉弗里·戴维认为热质不存在。

1840年焦耳进行了多次导体发热实验，发现其热量和电流的平方成正比，因此他认为热量只是一种能量的形式。1850年时鲁道夫·克劳修斯发表论文提出热质说及分子运动论其实不相容，热质说成为历史，分子运动论渐渐成为主流。

分子运动论认为温度就是分子运动剧烈程度的表现，而输入能量可以让运动剧烈程度增加，辐射就是原子核外层的电子在更高轨道跌落到基态时所释放的光子，光子携带的能量被目标物体吸收后会加剧其分子或者微观粒子的运动程度，直接表现就是被晒热了，甚至被晒烫了。

太阳光穿过茫茫宇宙给大家送来了光和热，还不要钱，你们一点都不感动吗？

太空中真的啥都没有吗？

其实这并不准确，因为在地球轨道附近的太空中，每立方厘米仍然存在5-10个原子，甚至可能更多，而在整个地球轨道平面形成的黄道面上则存在大量的尘埃，它们组成的集合反射的太阳光就是我们在特定条件下能看到的黄道光。

黄道光与银河

而银河中影影绰绰的暗影带则是银道面上的大量尘埃所构成，甚至挡住了银盘面上大量的光线，使得我们天区中有部分区域是可见光所看不到的，因为可见光被尘埃吸收了，只有X射线和伽玛射线以及电磁波才能穿透尘埃！

但这些物质的密度对于我们常见的物质来说，实在是过于稀疏，它们吸收光辐射的能力是有限的，因此穿过了茫茫宇宙的太阳光仍然将绝大部分光辐射带到了地球，成为万物生长的能量来源！

星辰大海路上的种花家

温度到底是什么？

其实要了解地球是如何接收太阳热量的问题，我们就得先来看看了解一下：温度到底是什么？

关于这个问题，物理学上有严格的定义，不过，这里我们仅仅需要从微观的视角来看，我们都知道物质都是由原子构成，原子其实并不是整齐地排列在一起。实际上，它们是非常凌乱地到处乱跑。

那这和温度有什么关系呢？

科学家发现，温度的本质上就是微观粒子热运动的剧烈程度。具体是什么意思呢？

同样是到处乱跑，分子也有运动很剧烈和不怎么剧烈的差别。当分子整体运动的特别剧烈时，温度就很高。当分子整体运动的并不是很剧烈时，温度就相对降低。我们用分子的平均动能来描述：

分子的平均动能越大，温度越高；

分子的平均动能越小，温度越低。

太空不是真空，也不是绝对零度

通过上文的讲述，我们了解了温度的本质。但这里要多补充一点，那就是温度要体现出来，需要足够多的分子数，这是建立在大规模统计之上的结果，而不是说几个分子就能够成立的。

平时，我们常说宇宙是真空的，或者宇宙是绝对零度的。实际上这两个说法是错误的。具体是咋回事呢？

这里我们来简单的科普一下，首先，太空确实很空旷，这点确实没有错。我们可以通过宇宙学理论来计算宇宙的平均密度，这个密度的水平大概就是一立方米不到一个氢原子的水平。在地球上的任意一个实验室中都无法做到这个程度的“真空”，但毕竟还是有“原子”，因此，太空并不是真空的。不过，由于微观粒子数量实在太少，因此，太空并不能够很好地显示出温度来。

很多人都以为宇航员如果暴露在太空中会被冻死，通过这段讲述，你应该就会知道，宇航员其实并能够感受到太空的温度，更谈不上冻死，实际上，人如果暴露在太空中，要么憋死，要么体液沸腾而死。

除此之外，太空也不是绝对零度，具体来说，这个温度应该是比绝对零度高2.7度，记为2.7K。这个温度来自于宇宙大爆炸残留下来的“余温”，也被我们称为宇宙微波背景辐射，目前我们可以通过探测器来探测到它。

地球如何接收太阳的热量

了解了上述的情况，我们再来看看地球是如何接收太阳的热量。一般来说，热量的传递分为三种方式分别是：

• 热传导
• 热辐射
• 热对流

地球接收太阳的热量属于

具体来说是这样的，太阳的内核在发生核聚变反应，4个氢原子核通过核聚变反应生成氦-4原子核，同时损失一部分质量，这部分质量以能量形式，或者我们说是以电磁波的形式向外传播。

为了帮你理解这个数量级差异，就拿钱来做比喻。这相当于太阳每秒钟要向太空扔掉70亿，而被地球接收到的仅仅只有3万左右，而人类真的利用上的只不过3元而已。

这里补充一点，太阳是一个等离子体，因此，产生的光子要跑到太阳表面大概需要14万年的时间。从太阳表面达到地球，整个过程大概需要8分20秒的时间。

太阳产生的光子在经过太阳和地球中间的这段路程时，就像上述所说的，因为太空十分空旷，所以并没有受到什么阻挡，可以直接抵达地球。

由于地球是一个密度巨大的物体，分子数远远高于太空，这些构成地球的分子会吸收来自于太阳的辐射，将其转化为分子的热运动，当分子的热运动变得

钟铭聊科学

地球和太阳的距离是1.5亿公里，太阳光子需要8分20秒才能来到地球

问题的答案在于温度的本质。

物理学家告诉我们温度本质上是分子热运动给人的宏观感受，虽然所有分子本身一直都在不断运动中，但受到外部作用的分子平均动能显然越大，因此其运动速度也就越高，如果大量分子高速运动，置身于“分子海洋”中的人类就会感觉到热。

宇宙空间之所以接近绝对零度的原因在于太空物质密度极低，每立方厘米只有几个原子，这几个原子受到太阳辐射而加速到了相当高的速度，但寥寥几个原子再怎么高速运动也不可能给人温暖的感觉。

但当太阳热辐射来到地球就不一样了。

我们的地球被一层厚厚的大气所包裹，海量大气分子在吸收太阳光辐射能量后开始运动，它们运动产生的热量传导到地表，地表再把热量传导到其他低温物体上，久而久之地球上的分子都具有了一定运动速度，置身于地球大气圈内的人类自然就感觉到温暖了。

总的来说地球之所以能被太阳加热，就是因为地球本身拥有足够多的分子来吸收太阳热辐射能量，从而提高平均动能。

值得一提根据物理学定律，由于构成分子的原子的微观粒子本身一直在不停运动，所以真正意义上的“绝对零度”是不可能实现的，而由于宇宙中的分子和除了光子以外的微观粒子都拥有质量，因此分子运动速度都不可能达到光速，只能达到普朗克温度。

宇宙观察记录

首先回答真空环境是不导热的，我们知道的水壶就是真空环境，所以能持续的保持水温，太阳是通过光电磁波传到地球，且看下面分析！

01

什么是真空

真空的含义是指在给定的空间内低于一个大气压力的气体状态，是一种物理现象。在“虚空”中，声音因为没有介质而无法传递，但电磁波的传递却不受真空的影响。

在真空技术里，真空系针对大气而言，一特定空间内部之部份物质被排出，使其压力小于一个标准大气压，则我们通称此空间为真空或真空状态。

总结：真空在我们现实生活经常见，比如我们超市很多薯片，里面其实把空气抽掉，所以里面是真空，还是我们的保温水壶，里面的胆就是真空，因为真空不导热。

02<strong>

热的传递有三种形式：传导、对流和辐射。

1. 什么叫热传导：热传导是介质内无宏观运动时的传热现象，其在固体、液体和气体中均可发生，但严格而言，只有在固体中才是纯粹的热传导。物体或系统内的温度差，是热传导的必要条件。或者说，只要介质内或者介质之间存在温度差，就一定会发生传热。热传导速率决定于物体内温度场的分布情况。热传导实质是由物质中大量的分子热运动互相撞击，而使能量从物体的高温部分传至低温部分，或由高温物体传给低温物体的过程。

   
   

2. 什么叫热对流：靠气体或液体的流动来传热的方式叫做热对流，液体或气体中较热部分和较冷部分之间通过循环流动使温度趋于均匀的过程。这个在我们身边很常见

3. 什么叫热辐射：物体因自身的温度而具有向外以电磁波的形式发射能量的本领，这种热传递的方式叫做热辐射。电灯泡热辐射也是热传递的一种方式，但它和热传导、对流不同，它能不依靠媒质把热量直接从一个系统传给另一系统。热辐射以电磁辐射的形式发出能量，温度越高，辐射越强。辐射的波长分布情况也随温度而变，如温度较低时，主要以不可见的红外光进行辐射，在500摄氏度以至更高的温度时，则顺次发射可见光以至紫外辐射。

总结：真空不能传导热量，但是热辐射可以传播 热，真空没有物质，就不存在什么分子运动，所以无法传播热量 热辐射是电磁波，光也是电磁波，它在真空的传播速度是最快的，如太阳的热量就是以热辐射的形式，经过宇宙空间再传给地球的。

趣味点亮生活

造成“宇宙真空间”的罪魁祸首是各大星系、各大星球的巨大的黑洞磁场引力，连光都逃不脱它的魔掌，尘埃、空气就更不用说了。所以，各大星系、大星球之间的中间地带都是真空。但是有一点必须要知道，那就是：任何物质都被宇宙微粒子包围着(好像宇宙是大海大洋，任何物质都是大海大洋里的鱼儿一样，我们人类便是其中的小鱼仔)。真空里也同样被宇宙微粒子层层包围，建构成：整个宇宙都是微粒子的宇宙，宇宙微粒子把我们人类、星球、星系等等连成了一片(太奇妙了！)。有人做过实验微粒子是导热的吗？微粒子不导热就是不导电，但是它导光，微粒子导光的速度是每秒三十万公里(我们平时所说的光速)。在这里，太阳的光照射到地球上，大家都知道，地球是有大气层的，并且还有上、中、下三层重要的气体，这些气体是物质，有些我们看不到，但有些我们可以看得到，它们在太阳光的照射下，发光、发热，在地球上空流动滚转，像一面大型的锅锅凹镜一样、像数也数不清的微型激光一样和地球表面的海洋、高山、沙漠相聚反射，导致地球产生了热量。

陈健光1959

真空环境是不导热的，这句话没毛病，不然我们的伪真空的保温杯是怎么保温的？

不过，真空就不能把热量传递过来了吗？

你忽略了光。

太阳的光分为可见光、紫外和红外。

光的能量是根据波长来的，波长越短，能量越强。但紫外线大部分被臭氧层给吸收了，剩余的一些虾兵蟹将，对生物来说，是可以促进维生素D的合成的，所以说晒晒太阳能补钙。

波长长的可见光和更长的红外，则提供了不同的能量上升方式。

可见光主要是提供了直接的升温，包括地表、生物圈等等。而红外，则会让动物细胞等更加活跃，而达到升温的效果。所以我们生活中的电暖炉、灶台等，升温明显就来自于红光和红外的升温。

于是，前文提及的，波长短的辐射升温效率高，但在地球上，主要的能量来源确实波长更长的红光和红外线。

综上，太空虽然是真空，但并不影响地球吸收能量。

不入流的大刘

答：热量的传递一共有三种方式，热对流、热传导和热辐射，在真空中，热量只能以热辐射的方式进行传递，太阳也是这样把热能传递到地球的。

在中学我们知道，温度的本质是微观粒子的无规则运动，物质由大量原子构成，原子无规则运动的动能和势能之和就是热能；热力学告诉我们，两个存在温差的物体，在无外界做功的情况下，会自发地进行热量的传递，最终使得两个物体的温度趋向于相等，而热量的传递有三种方式。

热传导

两个相互接触的物体，热量会自发地从高温物体传递到低温物体，比如我们冬天在室外手握一根钢管会觉得冷，这是因为钢管的温度低，手的温度高，于是手上的热量向钢管流失。

热对流

热对流是针对流动性物质的传热方式，常见的是气体和液体，指流体中的质点发生相对位移，从而引起的热量传递过程；比如我们打开冰箱门，冰箱内的低温气体，就会和外界的气体发生热量交换，这就是一种热对流的传递方式。

热辐射

热传导和热对流都需要有传热介质，但是宇宙空间中基本没有气体，太阳一样可以把热量传递到地球，这是用了热辐射的传导方式。

热力学指出，任何高于绝对零度的物体都会向外辐射电磁波，电磁波就会带走物体的热量，温度越高，物体辐射出去的能量也越多。

太阳表面温度高达5800K，根据普朗克黑体辐射定律，太阳光中能量辐射密度最大的波长λ=500nm，正好落在可见光之内：

热辐射的特点就是无需介质，由于绝对零度不可达到，所以理论上任何物体都会向外辐射热量，如果两个物体的温度相同，那么相互之间的热辐射就达到了平衡。

我的内容就到这里，喜欢我们文章的读者朋友，记得点击关注我们——艾伯史密斯！

艾伯史密斯

热能的转移有三种方式——传导、对流和辐射。传导是热量在物理接触的介质或物体（固体或液体）上的传递，本质上是由于相互作用能量从高能量的粒子转移到低能量的粒子；对流是热从流体传递到固体表面或流体内部，是流体运动和随机分子运动结合的结果；辐射是物质以电磁波的形式在空间中发射能量，介质的存在与否对电磁波的传播不是必要的，事实上，辐射在真空中传播最高效。

通过辐射传递的热能最典型的日子就是太阳，太阳是一个巨大的核反应堆，释放大量的热量和能量，但无论是传导还是对流都不能通过太空到达地球，太阳的能量只能通过辐射到达地球。所有类型的电磁辐射都携带能量，当这种辐射与其他物体相互作用时，能量可以转移到其他物体上。但具体来说，太阳光主要以红外电磁辐射传递热量，因为红外频率最接近大多数分子的共振频率。因此，当这些分子吸收红外辐射时，即分子与红外电磁波频率相互作用会发生共振，导致振动幅度明显增大，从而产生热量。

因此在地球上，一个阳光灿烂的日子里，太阳辐射出的热量使大气中的分子变暖，同时也使其他接受太阳光照射的分子变暖。即使站在阴影里没有直接接收到太阳光线的时候也会有一些温暖，因为传导和对流循环将热量分散传播开来。在太空中没有对流和传导，热只能存在于电磁辐射传播的地方。所以在太空中太阳照射的地方和阴影存在巨大温差。

事实上我们周围的每一个物体都在持续地向外辐射热量，除非它的温度是绝对零度，但这不可能，因为在分子运动的情况下，不可能达到绝对零度。但这种辐射不是可见光，它在光谱的红外部分，可以被红外望远镜看到。我们每时每刻都在向四面八方散发热量，周围的一切也都在向我们散发热量。

科学闰土

太阳通过热辐射递给地球热能，而热辐射是不需要任何介质的，在真空中也可以传递。

传递到地球的热辐射不会直接加热空气，太阳辐射被地面吸收，当地面热量达到一定程度时，开始加热地面空气，最终使得空气升温。所以，我们发现一个现象，中午12时左右太阳辐射最强，13时左右地面温度最高，而14时左右是一天中空气温度（简称气温）最高的时间段。

另外说明一下，海洋的热容量要比陆地大的多，所以在北半球，陆地气温最高发生在7月，而海洋发生在8月。正因为如此，8月是台风发生概率最大的月份。

關鍵字: 电磁波 光子 科学