太陽和地球間的太空溫度為零270.3℃,為何太陽光能把地球照熱?
首先了解一個概念「太空」,我們通常認為:太空是指地球大氣層以外的空間,其實地球大氣層以外除了廣袤的太空還有無數的恆星、星雲、行星、黑洞、中子星等等各種天體。將宇宙比作河床,這些天體就是各種各樣的鵝卵石。而鵝暖石佔據的空間不足4%,這剩餘高達96%就是河水(真空)地帶,或許廣袤的真空地帶充斥著大量暗物質,又或者只是充斥著很少的原子。
我們知道太空並非空無一物,嚴格地講太空中存在極其稀少的物質。 所以太空是可以有密度的, 但這個密度非常之小,而且分布極其不均勻。在銀河系內的廣大空間,如果用通常的「單位體積的質量」來描述密度的話,值平均為10-12克/立方釐米,相當於每立方釐米有1個氫原子。
自宇宙大爆炸以後,隨著宇宙的膨脹,溫度不斷降低,當前,太空已成為高寒的環境,平均溫度為零下270.3℃。在太空中,各種天體也向外輻射電磁波,許多天體還向外輻射高能粒子,形成宇宙射線。如太陽有太陽電磁輻射,太陽宇宙線輻射和太陽風,太陽宇宙線輻射是太陽在發生耀斑爆發時向外發射的高能粒子,而太陽風則是由日冕吹出的高能等離子體流。
解釋第二個問題太空溫度為何如此之低?
用經典物理理論解釋溫度這一概念,溫度是微觀粒子熱運動的劇烈程度,是物體內微觀粒子間平均動能的一種表現形式。微觀粒子運動越劇烈溫度越高,反之微觀運動越慢溫度越低,太空中分子極少體現為溫度極低。
太陽光照射地球,地球為何會變熱?
地球的密度為5.516g/cm^3,和和太空的每立方1個氫原子接近與原子質量和太陽質量的量級。太陽微觀上是地球上大量的分子和太陽光中的光子發生劇烈的碰撞導致原子的溫度升高。宏觀上則是,太陽輻射被大氣中空氣分子、水蒸氣和塵埃等吸收。當然其中還會發生複雜的反射和散射,具有改變輻射方向和光譜的效果。總之直接結果就是地球溫度變高。
簡單小結就是,太空物質極少,太陽輻射很難和這個空間內的微觀粒子發生碰撞,因此這種情況只能將溫度恆定在絕對零度的範圍內-273.15攝氏度(宇宙中溫度只能高於絕對零度)。太陽輻射可以和地球中的微觀粒子發生碰撞,碰撞後粒子就產生了動能,體現在宏觀中就是地球溫度升高。
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