真空真的不導熱嗎?如果真是這樣的話,那么太陽的“熱”如何穿越1.496*10^8公里的真空到達地球的呢?
答案很簡單:熱是太陽釋放的能量的一種形式,并通過輻射傳播。
什么是熱?
這個問題看起來可能很蠢,但如果深入探究,“熱”的概念遠不止是“溫度計測量的數值”。在日常用語中,我們會說某物摸起來很熱,或者我們可以說空氣被全球變暖等影響而變熱。然而,“熱”最基本的定義是什么呢?
熱是能量的一種形式。它是一個物體由于其組成粒子的運動而擁有的能量。這些粒子不斷地運動、碰撞、反彈,而這些粒子運動和相互碰撞的速度越快,被討論的物體就越熱。(擴展閱讀:固體允許粒子的最小運動,而氣體允許組成粒子的最大運動)
當 我們“加熱”某物時,我們基本上是提高該物體粒子的平均動能,從而提高其整體溫度。
那么如何傳熱?
熱可以通過三種不同的方式傳遞:熱傳導、熱對流和熱輻射。
簡單地說,熱傳導發(fā)生在兩個物體相互接觸的時候。這是最重要和最常見的傳熱方式,它發(fā)生在快速移動或振動的粒子與鄰近物體的粒子相互作用,并將它們的一些能量傳遞給后者的時候。
另外,當被加熱的流體(如空氣、水等)離開熱源并與其他物質接觸時,對流就發(fā)生了,在這個過程中傳遞了它們的一些能量。
熱傳導和熱對流的例子和我們息息相關,因此很容易誤以為只有這兩種傳熱方式,這也是總是能看到這樣問題的原因吧。
輻射傳熱(熱輻射)
剛剛我們就已經說了傳熱有三種方式,而第三種就是輻射,這是一種使地球變暖的方式。
在太空中,幾乎沒有任何粒子(近乎完美的真空),但有輻射,當它與一個物體碰撞時,也會轉化為熱量。
輻射不僅會加熱地球上的物體,也會加熱那些沒有(物理上)附著在地球上的物體,如國際空間站、月球和其他天體。
太陽之所以一直在“燃燒”,是因為它有著超乎想象的核聚變反應(中國的核聚變技術很強),核聚變反應釋放出大量的能量,然后通過電磁波從太陽周圍釋放到太空中。
太陽在電磁波譜上發(fā)出多種波長的輻射,包括紅外線、紫外線和x射線(光源)。它還發(fā)出人類可見光譜范圍內的電磁波,這就是我們能看到太陽的原因!
還記得高中物理關于電磁波的知識嗎?所有電磁波都一個特點……那就是電磁波不需要任何介質來傳播,這意味著它們可以在真空中傳播。這就是為什么我們能看到太陽并感受到地球上的“陽光”。
太陽輻射由一種稱為光子的小而無質量的能量包組成,它們在太空中旅行,當它們碰到任何物體時,該物體就會吸收光子,并且得到一些能量,然后就被加熱了。
最后
我們的大氣層能很好地保持地球的溫度,因為它吸收了到達地球的50%的太陽熱能,并防止它逃回太空,給萬物帶來生機。
下次如果有人問你熱量是如何在真空中傳播的,請記住,不是“熱量”在真空中傳播,而是電磁輻射,它不需要介質來傳播!