太阳光到底能照射到多远?

台球杆品牌2023-02-15  21

太阳光到底能照射到多远?

地球上得以产生形形色色的生命,最关键的因素就是地球和太阳之间的距离,正好处于适宜碳基生命存在的“宜居带”,继而奠定了适宜的温度和液态水的形成基础。经科学家计算,地球接收到的太阳辐射,仅占据太阳向外辐射总能量的22亿分之一,就是这几乎可以忽略不计的占比,造就了地球上的大千世界。

而在太阳系外围的一些行星,就没有地球这种“待遇”了,由于距离的增加,接收到的太阳辐射强度逐渐减小,表面温度不断下降,从这些行星表面如果能够观察太阳的话,太阳越来越小、光线越来越不刺眼。那么,既然太阳光的辐射强度,会随着距离的增加而减小,那么,太阳光到底能照射到多远的地方呢?

太阳光是如何产生的?

关于太阳是怎么来的问题,相信大家都非常清楚了,简单地说就是在上一任大质量恒星在发生超新星爆发之后,所释放出来的众多星际物质,在漫长的岁月里,依靠引力扰动等内外作用,使星际物质慢慢聚集并围绕核心开始旋转,当吸聚的物质规模达到一定程度以后,内核的高温高压环境,推动量子隧穿效应几率的增加,从而激发了氢核聚变的链式反应序幕,4个氢原子聚合成1个氦原子,并释放出伽马射线、中微子和一定能量。

其中,不得不说上述历程中释放出的伽马射线,它的载体是光子,光子由于静止质量为0,所以一经产生,其运动速度就到了光速。可是,由于这些核聚变反应是在太阳的内核区完成的,那里的温度和压力高得离谱,物质密度极高,主要是由一些自由原子和电子构成的等离子态环境。光子形成以后,由于携带的能量很高,便会在极短极短的时间内被周围的物质所阻挡、碰撞或者吸收。

被吸收的能量此时会转移到等离子体物质中,然后重新激发出新的光子,每经过一轮的这种吸收、释放的过程,光子所携带的能量都要比原先要减少一些。光子在太阳内部的运动过程,可以用“无头苍蝇”一样,来回乱撞,一般都需要经过几万年十几万年才能“捱到”太阳的表层。

不同经历的光子,最后所携带的能量都会有所不同,因此,从太阳表层所发出的光线,既包含着能量很高的伽马射线(非常幸运的光子,被吸收的次数很少),也包含着能量很低的无线电波(能量几乎全部在太阳内部消耗完了),共同形成了由不同波段(频率)所组成的复合太阳光线。

宇宙中第一缕“阳光”

太阳50亿岁的年龄,与宇宙的年龄相比,还显得非常“年轻”。在19世纪20年代,美国科学家哈勃通过太空望远镜,观测到一个很有意思的现象,那就是来自遥远星系所发出的光谱,有明显的向红端移动的情况,依据开普勒定律,表明被观测目标与观测者之间的距离正在被拉大。在此基础上,啥勃提出了一个定律(哈勃定律),即目标星系退行地球的速度,和它与地球之间的距离成正比关系,这个线性正比常数后来被命名为哈勃常数。

2013年,欧洲航天局利用普朗克卫星,通过精密测量得出的哈勃常数值为67.8(km/s)/百万秒差距,代表着距离地球326万光年的星体,其相对于地球的退行速度为每秒67.8公里。

哈勃提出的宇宙膨胀猜想,后来科学家们通过大量的观测和研究结论,均加以了证实。而且,科学家们还利用宇宙膨胀事实进行反推,同时结合宇宙微波背景辐射的相关观测情况,提出现有宇宙是在138亿年前,通过一个体积无限小、质量无限大的“奇点”爆炸而来。

在爆炸之后的一个普朗克时间内,就以极其巨大的能量推动了宇宙空间的膨胀,20分钟后几乎达到现有宇宙的空间级别,在大爆炸38万年之后,随着空间温度的下降,宇宙中第一批自由原子才开始形成,逐渐形在了宇宙星云团,光线才从此前的一片“等离子粥”混沌状态逃离出去,“光子退耦”的产生,使得宇宙中第一缕光线正式向外释放出去。

太阳光能传多远?

光线作为一种电磁波,在真空中的传播速度即是光速,而且会一直以这个速度向远方传递。只有受到星际物质的阻挡,比如星际气体、尘埃、星体等,都会吸收一部分光线的能量,有些光线因此而发生了衰减,有些光线则会完全消失,其中的能量转化为吸收物体的内能。但是,宇宙中物质的密度太低了,在绝大多数区域每立方米的空间,仅包含着不到10个氢原子,在这样的宇宙环境中,光线在传播时,虽然能量会有所衰减,但是仍然会支撑着传递到很远的地方。

目前,科学家们用电磁波的方式所能观测到的遥远星系,普遍都是在130亿光年以内,如果距离再远,那就只能射电望远镜了,再增加距离的话,光线的衰减已经完全融入到宇宙微波背景辐射里了,再用电磁波探测的方式已经无能为力,只能寄希望于引力波进行探测了。因为在奇点大爆炸理论中,在奇点发生大爆炸的一个普朗克时间内,引力就已经率先分离出去了,通过应用引力波探测的方法,可以窥探出更加遥远的空间,也就代表着更加接近宇宙诞生时的“声音”。

从我们目前所能探测到的恒星光线最远距离,我们差不多可以推测太阳光能够传播到136亿光年外(目前太阳寿命46亿年,理论上太阳光线现在只传播到46亿光年处)。而通过哈勃常数进行推算,在距离太阳144亿光年处,宇宙膨胀的速度就会与光线的传播速度相同。所以,现在距离太阳超过144亿光年的区域,永远也接收不到来自太阳的光线了。

我们离太阳大约1.5亿公里,太阳光传播到地球上需要8.3分钟。在地球上,我们可以看到明媚的阳光。但太阳光不止照射到了地球上,而且还散播到太阳系的各个地方,乃至遥远的宇宙。

那么,太阳光能够照射到多远的地方呢?

太阳光的来源

太阳诞生于46亿年前的太阳星云,这些星云主要来自于宇宙早期合成的氢和氦,还有很小的一部分来自于上一代大质量恒星的超新星爆发。太阳形成之后,核心区域一直在进行氢核聚变,从而产生大量的能量,这些能量以伽马射线和中微子的形式被辐射出去。

由于太阳内部的密度非常高,核心区域产生的伽马光子无法径直传播到太阳表面。经过与各种氢原子核的持续碰撞之后,光子抵达太阳表面需要成千上万年的时间,尽管直线距离只有大约3光秒。

太阳的亮度

太阳光发射出去之后,它们会以光速在宇宙空间中传播。在距离太阳越远的地方,看到的太阳会越暗,因为光的强度反比于距离平方。如果在距离太阳30天文单位的海王星上用肉眼看太阳,只能看到一个亮点,其亮度大约是满月的390倍。

如果在距离太阳56光年之处,太阳将会暗淡到肉眼不可见(虽然人类没去过这么远的地方)。不过,这并不意味着太阳光传播到那里就消失了,只是人眼无法感知到很暗的光。但借助天文望远镜,很容易就能看到太阳。

太阳光的传播距离

太阳发出去的光只要没有遇到东西被吸收,它们就不会消失在宇宙中,而是会一直在空间中以光速传播。宇宙空间几乎是空的,绝大部分太阳光都不会被物质吸收。有些太阳光即便被物质吸收,它们又会被再释放出来,并且损耗掉一些能量。例如,地球上的物体以及地球本身都会吸收太阳光,并且也会释放出一些太阳光,这就是我们所看到的反光。

虽然产生光需要消耗能量,但光的前进无需动力,因为光子的静质量为零,它们的传播不需要消耗能量。光的传播也无需介质,因为它们本质上是不断交替变化的电场和磁场,电磁场能够存在于空间中,不依赖于介质。

因此,大部分的太阳光可以在宇宙中不断前进。由于太阳在46亿年前诞生,所以最早的太阳光已经以光速传播了46亿光年。只是经过遥远距离的传播之后,太阳光的强度会极度衰减,难以从背景噪音中被分辨出来。另外,引力也以光速传播,所以太阳的引力目前最远可以作用到46亿光年之外。

如果46亿光年外的星系上有先进的外星文明,他们有能力聚集到极其微弱的太阳光,他们就能看到46亿年前的太阳。因为太阳在46亿年前发出的光抵达了那里,接收到这些光就能看到太阳的过去。

随着时间的推移,太阳光会继续在宇宙中传播。如果宇宙未来的时间是无限的,宇宙空间不会消失,那么,太阳光的照射距离也将会是无限的。就目前来看,空间在超光速膨胀,这意味着时间再多,太阳光也无法照射到宇宙中的每一个角落。

照射最远的光

由于光速是有限且是一个常数,那么,能够照射到最远距离的光,就是宇宙中最古老的光。宇宙在138亿年前形成,但致密的早期宇宙并没有自由光子。一直到宇宙诞生38万年后,自由光子才开始散播到宇宙中。

如今,这些古老的光子已经在宇宙中传播了大约138亿光年。它们还能被探测到,只是因为空间膨胀,使其变为肉眼不可见的微波,它们被称为宇宙微波背景辐射,这是宇宙大爆炸的一大关键证据。

太阳光到底能照射到多远?

天文上从来都不用光能照射多远来形容一个天体!就像不用看多远来形容一具望远镜的性能!因为这两个都无法表示出天体和望远镜的特性!形容一颗天体,在星图中我们会用不同大小的斑点来表示星等差异,也许更详细的资料中会有恒星的绝对星等、距离以及光谱等参数,能照射多远是不会出现的,从理论上看,如果没有遮挡的话,恒星的光子一直可以运动到宇宙的尽头,也就是空间和时间最前沿的区域,直到混沌阻挡了前进的脚步,但理论上宇宙却是无限大的!

只要望远镜口径足够大,那么就能收集更多的更遥远的天体的光线,而得以在CCD上留下踪影让我们认为那个不是噪点,而是实实在在存在的星点!不过要说明一下的是,太阳诞生也就50亿年左右,简单的说太阳诞生刹那的光子到现在为止也就到了46亿光年以外!

看起来宇宙也确实够大,太阳光也就走了部分宇宙而已,要知道它可是在将近50亿年前出发的!但我们要说明一下的是太阳光真的有传播极限,为什么呢?因为宇宙正在加速膨胀,这个膨胀的速率约为68.7KM/S/MPC,即宇宙在百万秒差距(约326万光年)的距离上,膨胀速度增加68.7KM/S,简单的计算下,宇宙大约在144亿光年外膨胀速度就超过了光速!但其实宇宙在134亿光年后其光谱频移就到了红外波段,136亿光年后光学望远镜已经无能为力,但最终连射电望远镜也只能徒劳无功,因为宇宙的真相在微波背景辐射之后,终极的秘密需要用引力波来探测!

所以真正意义上的“光”确实是有极限的,因为最终所谓的光探测上将不会再有建树,比较近的未来是红外波段,所以詹姆斯韦伯的主镜是镀金的,稍远的未来是微波射电波段,更远的未来只能去月面建立低频射电波段,更遥远的未来那么只能是引力波,因为我们已经追到了宇宙时空界限的脚后跟,所有手段都已经失效了,唯有引力波!

回到标题,太阳光能传多远?46亿光年而已!可观测宇宙有多大?930亿光年!太阳光永远都追不上宇宙膨胀的脚步,因为宇宙在144亿光年外膨胀速度超过了光速!

太阳一年四季照射规律

太阳一年四季照射规律,我们平时看见的太阳其实距离我们几万光年,而且太阳一年四季照射的角度都是不一样的,虽然我们看着没什么区别,但他们的差别还是很大的,太阳一年四季照射规律。

太阳一年四季照射规律1

由于地轴相对地球公转轨道平面的倾角为66°34′,所以太阳直射点移动的范围最北界线是23°26′N,当太阳直射在这一纬度上,正是夏至日(6月22日前后)。夏至日以后,太阳直射点就返回向南移动。

所以北纬23°26′这条纬线,被称为北回归线。当太阳直射在赤道上,正是秋分日(9月23日前后)。太阳直射点继续向南移动至23°26′ S这条纬线,这条纬线被称为南回归线。当太阳向北再次直射在赤道时,就是春分日(第二年的3月21日前后)。

如此往复,地球在绕太阳公转的一年中,太阳直射点也相应地在南北回归线之间往返移动。

扩展资料

由于地球自转轴与公转轨道平面有一个倾斜角度,太阳的直射点总是在南北回归线之间移动,于是产生了昼夜长短的变化和四季的交替。

在一年之中,由于太阳辐射有规律地变化,导致地球上春夏秋冬的循环周期,对中纬度地区来讲是四季变化。这是地球公转引起的自然现象之一。

由于太阳直射点(指正午时太阳可以到达天顶位置)一年之中在南、北回归线之间移动,使地球上任一位置在一年中昼夜长短和正午太阳地平高度产生周期性的变化,导致每日太阳辐射量在一年之中具有周期性的变化。

太阳一年四季照射规律2

1、昼与夜的形成有两个最基本的要素,一是地球为不透明的球体;二是太阳光线是平行光。严格来讲,太阳是一个点光源,即太阳光是从一点发出的,但是由于地球与太阳的距离十分遥远,当太阳光达到地球表面时,光线几乎是平行的了。平行光照在不透明的球体表面上,有半个球面可以接受阳光照射,形成白昼,而阳光照射不到的半个球面则为黑夜。图中的虚线是昼与夜的分界线,叫晨昏线,是与太阳光相垂直的大圆圈。

2、日常生活中24小时的昼夜交替,缘于地球的自转(如果地球没有自转,只有公转,也会有昼夜的.交替,但周期不是24小时)。直觉告诉人们,太阳的东升西落使地球有昼夜之分。其实,昼夜产生的原因是地球在不停地自转。由于我们也在随着地球转动,因此并不感觉地球在运动,相反,看到太阳有东升西落的运动。教材中“自东方迎来黎明的曙光,由西方送走黄昏的落日”,是人们看到的太阳的运动,反映的是地球自西向东的自转。

3、由于地球自西向东自转,在同纬度地区,相对位置偏东的地点,要比位置偏西的地点先看到日出,这样时刻就有了早迟之分。显然,偏东地点的时刻要早一些。按地球24小时转动360度来计算,经度每隔15度,时间相差1小时。

本部分的活动内容中,设计了北京的畅畅与纽约的姨妈互致问候的情境,让学生思考为什么畅畅白天要向姨妈道晚安。图1.18说明,纽约此时位于夜半球,而北京位于昼半球。这样的例子有很多,如转播在国外举行的各种国际体育比赛,就要考虑时间的差别。

随着太阳直射点的回归移动,在南纬66°34′以南和北纬66°34′以北的地区,会出现一天中太阳不升(极夜)或不落(极昼)的现象,所以,把这两条纬线分别称为南极圈和北极圈。可见,赤道线、南北回归线、南北极圈是由天文原因形成的。

6、“地球公转示意”解读。这幅图说明了两个大问题。第一,地球公转的基本情况,包括轨道、方向、地轴倾斜状态、与太阳相对位置等。第二,不同季节,地球表面接受太阳光照射的情况。图中显示了春分、夏至、秋分和冬至时地球所处的位置。在相应的位置处,有一个文字框,说明此时太阳直射的纬度,以及北半球相应的季节。这种图文结合的方式,便于清晰、直观地说明四季变化这个比较复杂的问题。文字框中出现了“直射”这个词。所谓“直射”,就是指太阳光与地面的交角为90°。对于等量的太阳光来讲,太阳光线与地面的交角越大,单位面积内得到的太阳辐射能越多,气温就越高。如果按照图中给出的时间排一下顺序(3月22日→6月22日→9月23日→12月22日),可以大致了解太阳直射点在地球表面是怎样移动的。需要说明的是,教材在处理四季形成内容时,尽可能做到浅化,重现象描述,轻原理分析。

7、“地球上的五带”解读。这幅图说明了三个问题。第一,五带的名称和范围。第二,各带内接受太阳照射的情况和气候最明显的特征。教材设计了三位生活在不同地带的儿童,用他们的语言来描述当地的太阳照射情况,比较亲切。在儿童的表述中,出现了“正午”一词。所谓“正午”,就是中午12点钟。就一天而言,正午的太阳升得最高,不同纬度,正午太阳所能达到的高度是不同的。在有太阳直射的地带,正午太阳高度很高,就像热带地区小朋友说的那样“总是照在头顶上”。第三,我国在五带中的位置。我国大部分领土位于温带,从气候来讲具有一定的优越性。

8、“地球的公转”部分的“活动”,第二题是使学生掌握说明一地四季变化的思路。四季的形成是一个十分复杂的问题,既有天文因素(如太阳照射情况),也有地理因素(如地形和气候状况)。为了简化起见,我们只考虑天文因素,因为实际季节的划分,是在天文季节基础上的调整。

一般分析季节的变化,主要从正午太阳高度的变化和昼夜长短的变化入手。本题目中的前两小题,引导学生回忆当地正午太阳高度的变化和昼夜长短的变化,来证明夏季是中午太阳升得最高、白昼时间最长的季节;冬季的情况与之相反。第三小题,归纳出分析的思路:某地正午太阳高度的变化和白昼长短的变化,决定了该地得到太阳光热多少的变化,进而反映出四季的变化。

太阳一年四季照射规律3

一年中太阳照射的角度是不同的。在冬天太阳的运动轨迹偏南,在夏天太阳的运动轨迹偏北。

四月上旬的下午四点,那个时候太阳已经西沉,阳台照不到太阳的原因可能有以下两个。

1、阳台可能稍稍偏东,如果这样的话太阳一升就可以看到,但是在下午很早就会消失。

2、西方有高大的建筑物,方向应该不太重要,重要的是看看南方有没有高大建筑物的存在。

扩展资料:

活动规律:

1、太阳直射点每时都在向西移动,每小时移过15度经度。在地理题的计算中可粗略取每天移动0.25度纬度。

2、春分,太阳直射点在赤道,此后北移,直至6月22日(即夏至)到北回归线。 夏至,太阳直射点在北回归线上,此后南移,直至9月23日(即秋分)到赤道。

3、秋分,太阳直射点在赤道,此后继续南移,直至12月22日(即冬至)到南回归线。 冬至,太阳直射点在南回归线上,此后北移,又在3月21日(即春分)回到赤道。 如此周而复始回归运动,周期为365日5时48分46秒,也约是365.2422天,称为一个回归年。

4、根据开普勒定律,地球是在椭圆轨道上绕太阳公转的,太阳在椭圆的一个焦点上,这样就出现了近日点和远日点。以太阳为焦点,地球运动单位时间扫过的面积相等。

5、北半球七月以后是远日点,昼长夜短,而南半球相反。一月以后是近日点,昼短夜长。1月初,近日点,日地距离1.471亿千米,角速度61分/天,线速度30.3千米/秒。7月初,远日点,日地距离1.521亿千米,角速度57分/天,线速度29.3千米/秒。近日点快,远日点慢。

昼夜长短:

每年3月21日前后,春分日,昼夜等长。每年6月22日前后,夏至日,昼长夜短(北半球)。每年9月23日前后,秋分日,昼夜等长。每年12月22日前后,冬至日昼短夜长(北半球)。赤道全年昼夜等长。

太阳和地球,它们是两颗完全不在一个等级的宇宙天体,而太阳每一秒都在向着地球辐射着能量和光。它给予了地球上所有生命所需要的能量,那么,你知道你所看到的太阳光子是多少年前产生的吗?

对于我们如今所感受的太阳光,它可能产生于十万年前,乃至数百万年前,那么,为什么十万年前,乃至数百万年前产生的光子,却直到现在,才到达我们的地球呢?

如今我们已经知道,太阳非常大,大到可以装下130万颗地球,而太阳距离我们地球大约有1.5亿公里,因此,当一个光子从太阳表面出发,当它路过黑暗而又冰冷的宇宙空间,最终到达地球时,大约需要8分18秒的时间。

那么仅仅如此吗?当然不是,太阳之所以能够发出光和热,这是因为来自于它中心的核聚变。当太阳深处的核融合反应产生了光子,一个光子就开始了自己一生的路程。

当这个光子向外面行进的时候,它和物质发生交互作用,并失去能量,成为波长更长的光,它们一开始在太阳的核心中是高能的伽马射线,但在接近表面的时候,它们就变成了X射线、紫外线或可见光。

这个过程并不是如同光在真空中按照直线传播一样,而是一个光子与太阳中的一个质子发生碰撞之后,便会改变自己的方向,继续与下一个质子相撞。因此,一个光子从太阳的核心想要到达太阳的表面,并不是一件容易的事。它花费了大量时间消耗在与质子的纠缠中,从而导致很久以前产生的光子一直在太阳内部运动。

那么是否有一个固定的时间呢?当然没有,因为在太阳的内部,质子并不是均匀分布的,而且每进行一次能量交换,释放出来的光子方向也是随机的。因此,一个光子从太阳核心诞生的那一刻开始,它或许需要数万年、数百万年,乃至数亿年,才能到达太阳表面。

而在这个漫长的能量交换过程中,它的能量也在不断降低,也就变成了我们前面所说的X射线、紫外线或可见光。

当一个光子经过了漫长的岁月到达太阳表面之后,它再也没有任何物质可以阻挡它的脚步,它会以大约每秒30万公里的速度,向着宇宙空间飞跃而去,其中很小的一部分会携带着光明和能量,最终到达我们的地球,成为地球生命最重要的能量来源。

而此时,当你看见外面的太阳或者月亮时,你应该感叹宇宙的神奇,你眼前所看到的光,它是来自数十万年前,乃至数百万年前的访客,而那时候的你,又是什么呢?或许,我们要多晒点阳光,毕竟这些太阳光都是有着好几百万年历史的。


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