2019-10-30 20:34:26 佚名

馨馨話語

在冰冷的宇宙空間，即便是太陽與地球之間的空間，那裡最多也僅有零上幾K的溫度，而為什麼陽光卻能透過這超低的溫度來給地球加熱？從這一點來看，我們日常生活中所認知的熱傳導肯定是起不了任何作用，當然也肯定不能起作用。

那麼為什麼熱傳導在真空中不能起作用？道理很簡單，沒有物質的熱傳遞。物質的熱傳遞是依靠物質粒子緊靠著物質粒子來進行一種熱運動的能量傳遞的。在太空中，物質粒子的密度至少要比地球大氣中的粒子密度小一千倍以上，而空氣本身的傳熱係數本來就是非常小，那如果在太空中呢？由於粒子幾乎沒辦法有效地將其能量傳遞給下一個粒子，因此熱傳遞根本就沒辦法在太空中展開。

熱傳導不行，剩下的最大可能肯定就是輻射了，輻射不止可以讓地球升溫，也能讓沒有大氣的月球升溫，當然更能讓充滿溫室氣體的金星升溫，而這升溫到底是怎麼回事呢？

陽光，即是從太陽輻射到地球上的所有光，除了可見光外，其中包括不可見的紫外光跟紅外光，它們內部是蘊含著能量的，而這光中的能量其實並不是所有的物質被輻射到都能吸收的。對於這點，我們可以以溫室氣體為例來簡單說一下：

最著名的溫室氣體是二氧化碳，當然還包括有甲烷，臭氧以及水蒸氣等，而大氣中的氮跟氧都不屬於溫室氣體。同時氣體的分子，為什麼有些是氣體，而有些不是呢？其實這主要還是與分子內的原子振動頻率有關。不同的光波具有不同的頻率，同樣不同的原子實際上也同樣有著不同的振動頻率，當某個光的波段的頻率與氣體分子內的振動頻率相吻合時，該光就會對該氣體分子產生作用，然後使得該分子獲取到該光的輻射能量。

獲得了光的輻射能量之後的分子就會通過熱傳遞的作用將熱量給傳遞給它旁邊的分子，讓其他分子受熱並最終達到氣體升溫的效果。因此可以說，地球能夠接受到太陽的熱量，這本質上就是地球上的物質因為收受到了陽光不同波長頻率的照射，然後這些光會使物質上的粒子產生一些振動，進而產生了熱量，最終達到了一個傳播熱量的效果。

PS：紫外光是一種短波但頻率很高的高能量波，它目前沒辦法照射到地球表面是因為在地球上空有著一層我們幾乎所有人都知道臭氧層。臭氧分子通過振動的方式去吸收了太陽照射而來的絕大部分紫外光，直接避免了大量紫外光照射到地面上，然後傷害到地面上的生物的情況發生。要是沒有臭氧層的存在，地球大氣中的氮氣、氧氣、氦氣、二氧化碳、甲烷等氣體根本就吸收不了紫外光，這樣紫外光直闖地面，然後照射到動物身上，由於它具有較強的穿透能力，它會與我們細胞內的蛋白質分子，DNA鏈等發生一種高頻能量波的衝擊作用，然後打亂這些生命大分子的生命結構，最終使它們變性，失活甚至是變異。

小民科

什麼是熱？

要搞清楚這個問題，首先，我們要搞清楚什麼是“熱”。如果我們用經典物理學的視角來看這個問題，熱的本質其實是微觀粒子運動的劇烈程度。那這句話是什麼意思呢？

我們都知道，萬事萬物其實都是由粒子構成，比如：分子和原子。而這些粒子並不是整整齊齊排排隊，一動不動的。相反，它們其實是一直處於運動狀態。

而它們運動的劇烈程度的宏觀體現實際上就是溫度高或者溫度低，我們通常用分子的平均動能來描述這件事情。如果平均動能越高，也就是總體上粒子運動得越劇烈，溫度就越高。相反，如果平均動能越低，分子總體的運動越不劇烈，溫度也就越低。

也就是說，我們覺得某個地方很熱，實際上是這個地方的粒子的運動程度要更加劇烈一些所導致的。（這裡要注意一個問題，關於這個“熱”的定義，其實是建立在足夠的粒子數的基礎之上，如果只有極其少的粒子數，其實並不能體現出溫度來。）

那麼問題來，為什麼太陽的輻射可以讓地球升溫呢？

熱的傳遞

要搞清楚熱量的傳遞，實際上就得先搞清楚熱量都有哪些傳遞的方式，目前來說一共有三種，分別是：熱對流，熱傳導以及熱輻射。

實際上，科學家發現，凡是高於絕對零度（零下273.15°）的物體都會發出熱輻射，也就是說，其實咱們人體也在發出熱輻射，之所以我們看不到是因為這個熱輻射不在可見光波段而已。

而太陽輻射是非常強的一種輻射，之所以強，是因為太陽的內核正在發生核聚變反應，一般處於主序星階段的恆星，都是氫原子核的聚變，生成氦原子核，同時產生釋放出大量的能量，這些能量都以電磁波的形式向外輻射。

這就有點像是一顆超巨型的氫彈在持續向外輸出能量，這個能量有多大呢？

太陽每秒鐘要損失420萬噸的質量，這些質量等效於一定的能量。（這個能量可以用E=mc^2來換算。）這些能量相當於1.8*10^12個沙皇氫彈，9.192*10^12萬TNT炸藥，都最終以電磁波的形式向外輻射了。

而我們要知道，電磁波輻射是不需要介質的，它其實是可以在真空中傳播的，這速度就是光速c=3*10^8m/s。而宇宙是非常空曠的，宇宙的平均密度要低於一平米一個氫原子的水平。因此，就如同我們上文提到的，溫度要體現出來的前提是足夠多的粒子數，但太空中並沒有。所以，熱輻射可以很自由地穿行於宇宙當中。我們現在太空中還有宇宙微波背景輻射，是宇宙大爆炸時留下來的餘熱，它們就在宇宙中自由地傳播，溫度大概是2.7開爾文，也就是比絕對零度高2.7度。

由於太空的這個屬性，使太陽輻射在傳播過程中極少被削減，這才使得地球可以接收到太陽輻射。而地球相對於“幾乎真空”的太空來說，簡直就是一個物質密度極大的天體，分子數足夠多，因此，這些熱輻射可以使得地球上的分子運動變得劇烈，這也就是得地球的溫度升高了，說白了就是構成地球的粒子的運動變得更加劇烈了。這也就是為什麼地球可以接受到太陽能量的原因。

不過，如果太陽輻射都照到地球，地球就會變得非常熱，生物根本不能存活。實際上，地球所接收到的太陽輻射只佔總輻射量的4.5*10^（-10），而人類真的使用上的只有4.5*10^（-14）。

你可能感受不到這差別有多大，我們可以用錢來類比，如果太陽每秒向太空撒70萬億的錢，那麼地球接收到的只有3萬元左右，人類能夠撿到的只有3元左右。其餘的，大多都以熱量的形式散失了，所以，我們對於太陽能的使用效率是極其低的。

鍾銘聊科學

我們都知道真空不導熱，不能傳遞聲音，但是真空可以傳遞電磁波。

在阿波羅11號登月中，宇航員是不能在月球表面直接說話的，而是通過電磁信號交流

我們要搞清楚熱的本質是什麼？

熱量是能量的一種體現！在微觀世界，粒子的運動劇烈程度可直觀反應出溫度，也可以間接地映射出熱量。

相同比熱容的物質，吸收越多的熱量，其溫度越高，在微觀層面也體現出構成該物質的分子運動越劇烈。

熱的傳遞必須是物質與物質的直接接觸，比如80℃的熱水放置一段時間會變成溫水甚至是涼水，這取決於周圍環境的溫度。

在這個模型中，熱水的表面直接與25℃的空氣分子接觸。熱水分子的運動相對於空氣分子更加劇烈，其動能更大。動能大的水分子和動能小的空氣分子不斷碰撞，導致水分子動能不斷降低。與此同時，與熱水直接接觸的空氣分子動能最先提高，這些動能先提高的水分子再去碰撞外圍的空氣分子，動能就這樣不斷傳遞下去，直到水溫和空氣溫度動態平衡為止。

在這個模型中，水溫的下降就是熱量的傳遞，而參與熱量傳遞的是水分子和空氣分子的動能交換。

我們可以得出一個顯著的結論：熱的傳遞必須通過物質動能（動量）的交換來完成。

也就是說，沒有物質是無法傳遞熱量的。

我們再設想一個模型：如果把這杯80℃的熱水放在宇宙深空中，不考慮宇宙射線的影響。

那麼熱水分子的動能會一直保持不變，因為周圍沒有其他物質可以與其交換動能。頂多水分子的密度被真空無限稀釋，但是單個空氣分子之間的動能是相差無幾的。

所以真空無法傳遞熱量。

為什麼太陽光可以穿越真空而溫暖地球？

前面已經明確地說了：熱量的交換需要物質參與。

但是光子不同與水分子，光子可以在真空運動下去，直到找到可以吸收其能量的物質為止。

太陽發出的光子經過8分鐘的飛行來到地球大氣層，當光子接觸到空氣分子的那一刻會被吸收，導致空氣分子能量增加，則會表現出更加劇烈的運動，而更加劇烈的運動在宏觀上就是更高的溫度。

普通物質之所以不能在真空中傳遞熱量是由於它們只能與就近物質交換能量，一旦被孤立與真空中，則無法主動找到與其交換能量的物質。

而光本身就是能量，光在宇宙中以光速前進，直到撞到物質被吸收為止，否則絕對不會停下來，所以說光是一種“主動”尋找被吸收對象的物質。

科學認識論

真空不導熱，但為什麼太陽光卻能把熱量地

我們把這個問題稍微修改下，如果真空導熱，那麼太陽還能將熱量傳遞給地球嗎？我們還能看到宇宙盡頭的光線啊？

熱量傳導有幾種模式，如果真空導熱會怎麼樣？

熱量傳遞模式我們知道有三種，分別是傳導、對流和輻射，在地球上大多數時候這幾種狀況會同時發生，因為存在熱量傳遞的介質，比如空氣、實體物質和，而輻射卻不需要介質，只要不檔著輻射源即可！

所謂導熱的理解，我們一般是理解為傳導和對流，因為只有這兩種傳遞的才是熱量，也就是分子運動的傳遞，假如真空是一種可以用傳導的方式來傳遞熱量的話，也許會發生很多有趣的結果！

請問真空的導熱係數是多少？

當然我們可以來假設下，從太陽到地球，距離高達1.5億千米，光速到達需要8.3分鐘，而路途遙遠，導熱係數必須要非常高才行，否則全部耗散在路上了，因為只需要一點點損耗，那麼經過1.5億千米的損耗，到地球已經徹底耗盡了！

因此真空必須是一種100%導熱的固體，比如以太，它是一種又堅硬，卻又感受不到的物質，想必它能極小的損耗傳遞熱量！到地球時仍然能滋潤萬物！

當然以太說已經在1887年邁克爾遜-莫雷實驗中破產，真空不能導熱，剩下只有一個可能，也就是輻射！

輻射傳遞的是熱量嗎？

理論上的真空並不存在介質（實際中真空中會存在極其微量的物質，可以忽略不計），因此它是無法傳遞熱量的！那麼問題來了，為什麼太陽光曬到人身上會暖洋洋的呢？

陽光的能量加劇了身體微觀粒子的運動劇烈程度

要來理解這個話題，我們得來了解下溫度的本質，溫度是微觀粒子運動的宏觀表現，溫度的高低就是微觀粒子運動劇烈程度，花粉的布朗運動可以看作是其中的一個表現（水分子的運動）。

假如真空空無一物，那麼光子在穿越宇宙空間時是不會有能量損耗的，它也不會老化，永遠都和發射時的光子青春永駐，但它將蘊含的能量卸載給撞上的第一個障礙物，這個光子的能量為：E=hv，即光子的能量等於普朗克常數乘以頻率，因此不同的光子能量是不一樣的，越高頻能量越高！

光子將這個能量傳遞給了目標物，儘管單個光子的能量很小，但無數的光子傳遞了相當可觀的能量，使得物體內部的分子運動加劇，當我們觸碰到了物體後，我們會感覺溫暖，燙手甚至燙傷！

既然光子能量不會衰減，為什麼金星那麼熱，地球剛剛好，火星那麼冷呢？

單個光子的能量在太陽系的尺度內，改變幾乎可以忽略不計，但由於太陽光是以球體方式向四周發射光子的，同樣面積下，火星接接收到的陽光只有地球1/3不到！而金星接收到陽光則是地球的2.7倍！

但三顆行星溫度的高低除了距離外還有其他原因：

金星：溫室效應失控
火星：只有1%地球大氣壓

大氣的溫室效應在行星溫度維持中非常有效，它的流動可使行星平均氣溫上升，也可以將表面向宇宙反射的熱量截留，但過度的鎖住熱量也會導致溫室效應失控，比如金星，加上距離太陽比較近，使得這個條件更加惡性循環！

地球很幸運，距離合適，大氣層氣壓合適，溫室效應剛好，所以地球生機勃勃，當然這個良性循環來自幾十億年前誕生的生命，很大程度上來看，生命也是維持生態循環的一部分。

最後我們來回開頭提出的一個問題，即如果真空能導熱，我們還能看到宇宙盡頭的光線嗎？能導熱的必定有物質，即使再稀疏它也能會吸收光子，所以我們會看不到這些光子。

肯定有朋友想起了暗物質和暗能量，它們確實充滿宇宙空間，但暗物質之參與引力與弱力，不參與電磁力和強力，暗能量只會產生斥力，不在四大基本作用力之內，而光的的傳遞則是電磁力，因此這兩者都不會吸收光子！

最後提醒下，光子頻率會隨速度紅移和引力紅移影響下頻率降低，能量減低，當著並非能量守恆不成立，而是它的部分能量耗散在了克服引力梯度空間或者速度擴張的空間距離增加中！

星辰大海路上的種花家

熱是能量的一種形式，是一個物體因為其組成粒子運動而產生的熱量，在現代科學中熱量和溫度是分不開的，熱量即溫度的本質就是分子運動激烈程度的表現。

熱量怎麼傳遞呢?

熱其實是通過熱傳導、熱對流和熱輻射這三種方式進行傳遞的。

熱傳導就是兩個物體相互接觸，這是最重要也是最常見的一種傳熱方式；

而熱對流和熱傳導是有點類似的，不過對流當然是發生在流體中了，是流體內各部分之間發生相對位移而導致的熱量傳遞，比如空氣，水離開熱源後和其他物體接觸，就是熱對流；

熱輻射則是物體用電磁輻射的形式把熱能向外散發的傳熱方式。

真空是不導熱的，也不能傳遞聲音因為沒有介質，但是真空可以傳遞電磁波啊！

在阿波羅11號登月中，宇航員就是通過電磁波來交流的，這就說明了真空中傳熱是通過熱輻射來傳遞的。

太陽表面溫度可達到5000攝氏度，內部溫度為1500萬攝氏度，而太陽的熱量來自氫核聚變。

太陽通過熱輻射向外傳遞熱量，熱量穿過太陽和地球之間的真空距離其實就是一種熱輻射的效果。

熱量都是需要介質的，如果沒有物質，也就不存在溫度這一說。

而真空中是沒有可以傳遞熱量所需的介質，但是光其實也是一種電磁波，太陽的熱量就是通過電磁波進行傳遞的，電磁波是不需要介質的。

星球上的科學

我想你問的是，太陽怎麼會把熱量傳導到地球？好像很多人被這個問題弄糊塗了，此前我也寫過類似的文章回答這個問題。

真空真的不導熱嗎？如果真是這樣的話，那麼太陽的“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，並通過輻射傳播。

什麼是熱？

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”最基本的定義是什麼呢?

熱是能量的一種形式。它是一個物體由於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。

那麼如何傳熱？

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，它發生在快速移動或振動的粒子與鄰近物體的粒子相互作用，並將它們的一些能量傳遞給後者的時候。

另外，當被加熱的流體(如空氣、水等)離開熱源並與其他物質接觸時，對流就發生了，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，然後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)。它還發出人類可見光譜範圍內的電磁波，這就是我們能看到太陽的原因!

還記得高中物理關於電磁波的知識嗎？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。這就是為什麼我們能看到太陽並感受到地球上的“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，並且得到一些能量，然後就被加熱了。

最後

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，並防止它逃回太空，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！

怪羅科普

看了那麼多答覆，許多人也說不清楚為神馬。其實簡單，只要明白幾個道理即可，其一，能量守恆定律，其二，E=mc^2，著名的質能公式。

說白了就是其一粒子動能傳遞給了地球的粒子，其二，質量可以轉化為能量。地球在以太陽這個巨大輻射體為中心運行時候，也在接受其粒子的“轟擊”，包括光子、β，阿爾法，伽馬粒子等。這些高速粒子在轟擊物體的時候，一則會將動能轉為熱能，二則造成電子躍遷釋放出熱能，三則甚至發生核子反應。所以地球是在被太陽輻射“加熱”的！至於真空嗎，大家知道真空是空無一物的，所以不會被轟擊到什麼，所以無法被輻射“加熱”！。

至於你說的“真空不導熱”，純粹是“蝦扯蛋”式的前置判斷。