03.02 為什麼太陽能發光?

王執臣


太陽為什麼會發光發熱,自古以來一直是很多人關心的問題。最開始,有人認為太陽這個大火球是靠燃燒內部的煤來發光發熱的,但經過計算,就算太陽整個是個煤球,一個是地球體積130萬倍的煤球,這麼燃燒的話,不到5000年也就燒沒了,時間好像太短了點。後來又有人提出,太陽是依靠其表面物質不斷的向內部“掉落”,將重力勢能轉變為動能再轉變為熱能來發光發熱的,但如果是這種形式的能量釋放,那麼太陽就會因為不斷的收縮而慢慢變小,實際觀測中無法觀察到這一現象,再計算一下,發現就算是以這樣的形式太陽也只能燃燒1000多萬年。也是不太長遠。

知道上個世紀初的那場物理學革命,特別是相對論與量子物理學的創立和發展,讓人類明白了能量與質量的本質,也從微觀層面解釋了太陽發光發熱的基本原理。就是我們現在都知道的,在太陽的內部,時時刻刻都在發生著核聚變反應,就是4個氫原子發生氫核聚變合成一個氦原子,通過損失部分質量的方式釋放出巨大的能量,也就是我們感受到的光和熱。而這種通過質能轉換產生能量的方式效率是非常高的,足以讓太陽穩定的燃燒“燃燒”100多億年。
說完太陽,再來說說電燈,螢火蟲還有火為什麼都能發光。白熾燈就是是根據熱輻射的原理製成,把電能轉換為熱能,把燈絲加熱到足夠高的溫度(2400~3000K),從而輻射出我們可見光的光源。而螢火蟲等會發光的動植物是靠體內產生的一種化學反應來發光,這種發光方式我們稱為生物發光,是一種冷光。
具體化學反應這裡就不展開說了。還有一些礦物熒光反應,原理就是這些物質吸收光照或者其他電磁輻射後,再發出的一種冷光。簡單的說,就是得先吸收能量,再吐出一部分,其中包括可見光。至於火的發光發熱,就是一種化學反應,火的燃燒即化學反應,微觀層面上說的話,就是電子從高能態躍遷回到低能態,其中的能量就以光和熱的形式釋放出來了。其實,光是一種電磁波,而可見光的波段是很窄的一部分,但就算是這樣,也讓我們的世界變得五彩繽紛,溫暖明亮。


清明的星空


下一個紀元科學的研究方向(分析、推測、猜測)

這個問題在現階段科學理論框架下,沒有人能夠用理論來闡述明白這一現象,也就是說短時間內不會有正確答案!

這就好比問:“水”為什麼是氫氧元素合成的而不是由其它元素組成的?一樣!

又比如為什麼,“熱釋放產生出來的是推力,而不是聚力拉力;寒能產生出來的是聚集力拉力,而不是推力”?

為什麼同樣的物質,不同的結果,就會攜帶不同的信息,不同的特性。等等

這些問題都必須等到現有科學理論重新組合完善後,通過進一步的理論推導實驗,去發明,製造出更先進、性能更好的觀測設備儀器後,人類進一步的對物質現象進行更深層次的觀察、研究、分析後才有可能發現其最根本原因——也就是未來科學理論重新完善後的逐步課題之一……

2018、4、20


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