我们都知道真空不导热,不能传递声音,但是真空可以传递电磁波。
在阿波罗11号登月中,宇航员是不能在月球表面直接说话的,而是通过电磁信号交流
我们要搞清楚热的本质是什么?
热量是能量的一种体现!在微观世界,粒子的运动剧烈程度可直观反应出温度,也可以间接地映射出热量。
相同比热容的物质,吸收越多的热量,其温度越高,在微观层面也体现出构成该物质的分子运动越剧烈。
热的传递必须是物质与物质的直接接触,比如80℃的热水放置一段时间会变成温水甚至是凉水,这取决于周围环境的温度。
在这个模型中,热水的表面直接与25℃的空气分子接触。
热水分子的运动相对于空气分子更加剧烈,其动能更大。动能大的水分子和动能小的空气分子不断碰撞,导致水分子动能不断降低。与此同时,与热水直接接触的空气分子动能最先提高,这些动能先提高的水分子再去碰撞外围的空气分子,动能就这样不断传递下去,直到水温和空气温度动态平衡为止。
在这个模型中,水温的下降就是热量的传递,而参与热量传递的是水分子和空气分子的动能交换。
我们可以得出一个显著的结论:热的传递必须通过物质动能(动量)的交换来完成。
也就是说,没有物质是无法传递热量的。
我们再设想一个模型:如果把这杯80℃的热水放在宇宙深空中,不考虑宇宙射线的影响。
那么热水分子的动能会一直保持不变,因为周围没有其他物质可以与其交换动能。顶多水分子的密度被真空无限稀释,但是单个空气分子之间的动能是相差无几的。
所以真空无法传递热量。
为什么太阳光可以穿越真空而温暖地球?
前面已经明确地说了:热量的交换需要物质参与。
但是光子不同与水分子,光子可以在真空运动下去,直到找到可以吸收其能量的物质为止。
太阳发出的光子经过8分钟的飞行来到地球大气层,当光子接触到空气分子的那一刻会被吸收,导致空气分子能量增加,则会表现出更加剧烈的运动,而更加剧烈的运动在宏观上就是更高的温度。
普通物质之所以不能在真空中传递热量是由于它们只能与就近物质交换能量,一旦被孤立与真空中,则无法主动找到与其交换能量的物质。
而光本身就是能量,光在宇宙中以光速前进,直到撞到物质被吸收为止,否则绝对不会停下来,所以说光是一种“主动”寻找被吸收对象的物质。