光有溫度和熱嗎?

2020-12-06 時空通訊

本文參加百家號 #科學了不起# 系列徵文賽。

光和熱被人們常常混為一談,其實這是個誤區。

光是能量,但本身並沒有溫度和熱。

光有廣義的光和狹義的光。一般來說,人們把可見光稱為「光」,這是狹義的光;而廣義的光是電磁波全頻段,包括無線電波(含長波、中波、短波、微波)、紅外線、可見光、紫外線、X射線、γ射線等。

而可見光只佔有電磁波譜裡面很窄的一個頻段,為380nm(納米)~760nm之間,這就是人類眼睛能夠感覺到的範圍。而除了可見光波段,其餘都是不可見光範疇,這些輻射都是依靠光子傳遞的。

光的波長從數千米到飛米,也就是說最長的無線電波波長可達數千米乃至億米,而波長最短的γ射線只有百萬億分之一米,甚至億億分之一米。

電磁波譜全頻段不管是可見光還是不可見光,都是攜帶能量的。太陽核心每時每刻都在進行著氫核聚變,每秒鐘有6億噸的氫轉化為5.958億噸的氦,有420萬噸的質量轉化為能量,以電磁輻射的方式發射到太空,這些能量總量達到3.78x10^26J的能量,相當10500億億度電,或900億顆百萬噸級原子彈同時爆炸。

光雖然攜帶著巨大的能量,但本身並沒有溫度,這一點可以在太空中得到驗證。太陽發出的電磁輻射在太空真空中旅行時,是沒有溫度的,因此太空非常寒冷。

溫度和熱量需要介質才能夠獲得。

溫度是表示物體冷熱程度的物理量,從微觀上來看,體現的是物體分子熱運動的劇烈程度。因此溫度是需要介質才能夠獲得的,當帶有能量的光子撞擊電子等粒子,這些粒子劇烈運動才能夠產生溫度和熱量。

太陽和一切恆星的電磁輻射蘊含著巨大的能量,這種能量傳遞是不需要介質的,真空傳播的速度更快。但在太空,空間處於高度真空狀態,一般每立方釐米只有1或數個粒子,極度真空狀態時每立方米才有1~2個粒子,由於沒有物質粒子或者極少物質粒子,這樣能量就不會顯示出溫度來。

當太陽的電磁輻射來到地球,接觸地球大氣層時,約有 43%被雲層所反射,14%為大氣中的塵埃、水蒸氣、二氧化碳、臭氧吸收,其餘的輻射到地表被大氣和各種物質吸收、反射、折射,這些被吸收的能量,就會激發物質分子加劇運動,以溫度的方式顯示出來。

電磁輻射在太空,沒有粒子吸收和相互作用,因此太空就很冷,冷到零下200多攝氏度;而到了地球,遇到地球大氣層,與濃密的粒子相互作用,就產生了溫度;在高空中空氣密度小,溫度就較低,而到了地表空氣密度大,溫度就升高。

這充分說明,光只是攜帶能量,溫度是能量激發介質運動的結果。

地球依靠太陽光才得到光明和溫暖。

我們地球接收到太陽能量輻射佔總量的22萬分之一,相當1000萬座三峽大壩發電總量。這些能量以電磁輻射全波段的方式來到地球,遇到地球磁場和大氣,一些高能電磁波,如紫外線、X射線、γ射線就絕大部分被過濾掉了,只有少量紫外線等高能電磁波和可見光以下的波段來到地球,因此我們就看到了明媚的陽光,這些能量孕育和哺育了地球上億萬豐富多彩的生物,如果沒有了陽光,地球上所有的生物都將滅絕。

電磁波譜中,波長與頻率是成反比的,波長越長頻率越低,反之越高,頻率越高能量越大。因此在電磁波譜中,無線電波頻率是最低的,低到10Hz甚至以下,伽馬射線頻率是最高的,可以高到10^24Hz。

因此我們的世界到處都可以有無線電波,但不能有紫外線、X射線和γ射線,否則人類和生物無法存活。這也是大氣層臭氧層被破壞後,無法過濾阻擋這些有害射線,地球生物就面臨滅種災難的原因。

因此光給地球上帶來最明顯的作用就是光明與溫度,沒有了光,我們的眼睛就成了擺設的廢物,沒有了光帶來的能量,就會凍結一切。光還有許多奇妙的特性,如可見光具有不同的光譜,正是這些光譜造就了世間萬紫千紅的色彩。這些就不展開說了。

謝謝閱讀,歡迎討論。

時空通訊原創版權,侵權抄襲是不道德的行為,敬請理解合作。

相關焦點

  • 光是沒有溫度的,但我們卻能利用光來測量溫度
    酒精或者水銀溫度計就是利用熱脹冷縮的原理製成的,在不同的溫度下,酒精或者水銀的膨脹高度是不一樣的,因此我們就有了定量測定溫度的工具了。不過,早期測量溫度都是利用熱傳遞的方式,溫度計必須與被測物體相接觸。近年來,隨著科學技術的發展,我們已經可以利用熱輻射來測定溫度了。比如,額溫槍就是收集人體發出的紅外輻射來測量體溫。
  • 《溫度》致敬平凡人的光和熱 傳遞時代正能量
    2020年12月31日,中國人民保險(以下簡稱中國人保)發布了年度品牌視頻《溫度》,以中國人保真實員工故事為原型,分別從扶貧、希望工程、疫情防控、科技理賠、重大工程保障等角度,展示人保人在國計民生中彰顯初心使命、詮釋責任擔當,傳遞十九屆五中全會後,「有溫度的人民保險」的新使命新內涵。
  • 不繳熱費熱力有權限熱嗎?晚繳熱費會產生違約金嗎?家裡溫度低可以...
    >不繳熱費熱力有權限熱嗎?晚繳熱費會產生違約金嗎?家裡溫度低可以不繳熱費嗎?有下列情況之一的不得申請停止用熱:非分戶供熱用戶;新建建築在供熱設施保修期內;其他可能危害相鄰用戶用熱安全和室內公共設施安全運行的情況。Q:最近手頭有點緊,可以晚繳熱費嗎?晚繳費用會產生違約金嗎?
  • 假如太陽不再為地球提供光與熱,地球的溫度會低到什麼程度?
    地球上大部分的熱量,都是來自太陽的輻射,帶來光與熱!無時不刻都在發生著太陽向外輸送能量,據不完全的數據統計,大概有22億分之一可以到達地球。正是因為太陽的這些恩賜,才讓地球有這麼好的適宜人類居住的環境。毫不誇張的說,地球獲得的這一切,幾乎走絕大半是太陽的功勞,當之無愧。
  • 人們對冷和熱的感覺,僅僅是因為溫度的高低嗎?
    人們對冷和熱的感覺,僅僅是因為溫度的高低嗎?轉眼間,就快到了五月,我們還沒有來及好好感受一下春的溫暖與愜意,夏天就匆匆的來了,氣溫越來越高,天氣越來越炎熱。人們對於冷熱的感覺,僅僅只是因為溫度的高低嗎?實際上並不是這樣,溫度的高低只是一個方面。人們對於冷熱的感覺,不僅僅是因為溫度的高低,我們還忽視了另外一個重要指標——相對溼度。空氣的溼度,嚴格來說應該是空氣的相對溼度,對人的生活有很大影響,尤其對人們冷和熱的感覺,有很大的影響。
  • 理論上溫度有下限,有上限嗎?宇宙中的最高溫度是多少?
    根據這個概念,我們知道了「絕對零度」(0開爾文),它是最低溫度的極限,即:-273,15°C,要達到此溫度是不可能的,只能無限趨近。目前,人類創造的最低溫度僅比絕對零度高0.5納開爾文。但是,你想過嗎?在萬物之中,有最高溫度嗎?
  • 太空有溫度嗎? 太空的溫度有多少?
    太空有溫度嗎? 太空的溫度有多少?時間:2017-01-11 12:48   來源:怪羅科普   責任編輯:沫朵 川北在線核心提示:原標題:太空有溫度嗎? 太空的溫度有多少? 宇宙空間浩瀚無際,如果未來有機會造訪外太空,你需要裹上什麼?地球上最冷的城市是俄羅斯的雅庫茨克,全年平均氣溫約零下50攝氏度。
  • 太陽為什麼會產生光和熱?
    貝蒂認為,太陽能源來自太陽內部的熱核聚變。確實,太陽能源不在其表面,而是在其核心部分。太陽中心的溫度高達1500攝氏度,壓力又十分巨大,在高溫高壓條件下,物質的原子結構遭到了破壞,結果是氫原子核有可能通過一些原子核反應結合成氦原子核。
  • 溫度過高對熱轉印油墨有影響嗎
    熱轉印原理就是通過加熱加壓的方式燙印圖案,屬於新型印花方式,而熱轉印油墨是在特殊紙張上可以印刷上圖案,需要在高溫的情況下,將圖案轉移在承印物上,兩者是相互配合,不可或缺的關係,那麼你知道油墨為什麼需要在高溫下才能發揮功效呢?巴寶麗熱轉印告訴你!
  • dunk熱成像溫度低還能變回去嗎 dunk熱成像什麼原理
    被炒到上萬的dunk熱成像鞋款目前已經在各大門店發售了,小夥伴們有成功入手嗎?而且該鞋款的所有周邊基本都是採用了熱感變色的設計噱頭,還是很受關注的,當然價格也是被炒的很高,不過鞋款的熱感效應還是很受小編喜歡的,無論是燃氣爐、打火機,烤箱都是能成功變色的,下面一起來看看吧。
  • 什麼是光變燙畫 光變燙畫遇到溫度會變色嗎
    什麼是光變燙畫 光變燙畫遇到溫度會變色嗎 2018-07-26 11:27:25 來源:全球紡織網 什麼是光變燙畫?光變燙畫遇到溫度會變色嗎?光變燙畫遇到什麼會變色?
  • 海拔越高離太陽越近,不應該更熱嗎?為什麼反而溫度會更低呢?
    海拔越高離太陽越近,不應該更熱嗎?為什麼反而溫度會更低呢?不知道大家有沒有爬過泰山,除了累還有一個最為明顯的感覺,那就是隨著我們爬得越來越高,溫度會越來越低,爬上山頂之後,不管是在夏天還是冬天,都必須要裹著厚厚的軍大衣來保暖,海拔越高的地方溫度就會越低,這是初中地理課本上,老師就教給我們的知識,可是拋開這些課本概念,有很多人表示非常不理解,海拔越高的地方不是離太陽更近嗎?溫度不應該更高嗎?為何會更低一些呢?這種情況出現的原因到底是什麼呢?
  • 仰望天空,看那為我們帶來光和熱的太陽,有怎樣的成分與結構?
    然而,通過改進後的儀器和數個世紀的研究,我們知道太陽與我們太陽系的行星很相似。除了表面的不完美,太陽還由好幾層組成,每一層都有自己的用途。正是太陽的這種結構為這個巨大的引擎提供動力,為行星提供它們所接收到的光和熱。在地球上,它為所有生命形式提供了繁榮和生存所需的能量。
  • 為什麼陽光會到達地球,能夠感受到光和熱,但在太空中它是黑暗和...
    為什麼太陽到達地球,能感受到光和熱,但在太空中它是黑暗和寒冷的?   光通過熱核作用反應,是一種輻射能。越接近光源的輻射,它感覺越熱,它離開光源的輻射越多,它感覺越暗和越冷。這與離開近日點的光源的距離有關。
  • 地球內部很熱,這些熱量從何而來?地球表面溫度會受內部影響嗎?
    由於有著大氣層的保護,地球表面的晝夜溫差並不是特別大,地表的平均溫度大概在16攝氏度左右,不冷不熱,極度宜居。不過地球的內外溫度卻有著極大的差異,可以說這顆星球是典型的「外冷內熱」。在地球的中心,溫度超過了5600攝氏度,科學家估計地球核心的最高溫度甚至有可能達到6000攝氏度。這是一個怎樣的概念呢?
  • 你對溫度和熱的理解可能有偏差
    在生活中我們經常會感受到一個物體很熱、甚至燙手,而有些物體很冷、甚至刺骨,這是我們人類的感官帶來的真實感覺。但是我們如何去表示一個物體的冷熱程度呢?我們總不能簡單的說一個物體很熱、一般熱、很冷、一般冷,這樣的說法很模糊。
  • 你對溫度和熱的理解可能有偏差
    這樣我們只要一說溫度,就能很準確的理解一個物體有多熱,例如:一說0攝氏度你瞬間能想到這是地球表面上冰水混合物的溫度,這樣的溫度把手伸進去非常寒冷;如果在低於這個溫度,水就會結冰。高於零度冰水混合物就會變為液態。
  • 第一張全球溫度圖 探測異常的「熱海王星」
    這使得這個不尋常的發現(主要作者伊恩·克羅斯菲爾德稱其為「不應該存在的行星」)成為未來工作的有用測試用例,因為要找到生活世界的生物特徵的目標就必須實現, LTT 9779b等地方。更熱,更大,更容易辨認的行星的大氣層使我們磨練技術並教會我們如何進行。
  • 無鉛焊接溫度比有鉛焊接溫度高嗎
    打開APP 無鉛焊接溫度比有鉛焊接溫度高嗎 網絡整理 發表於 2020-02-05 09:00:00   無鉛焊接溫度比有鉛焊接溫度高嗎
  • 關於熱傳遞的溫度分布問題
    西區的老師們提出了下列問題:如圖所示的不同溫度下的水不會發生熱傳遞嗎?有這麼明顯的溫度分割嗎?是不是熱傳遞一直存在,達到了動態平衡,這個圖只是理想情況,並沒有這麼明顯的溫度界限?我們先來看看關於熱傳遞的公式,如圖所示。