Hacer que los fotones pierden energía, mientras viaja a través del espacio? O ¿por qué son los planetas más cerca del sol más cálido?

Question

Mi tren de pensamiento fue el siguiente:

La Tierra orbita el Sol a veces de 5 millones de kilómetros más cerca que otros, pero esto es casi irrelevante para las estaciones.

En cambio, la diferencia de temperatura entre las estaciones es debido a que el ángulo de ataque de los rayos, así que, básicamente, la cantidad de atmósfera que tiene que pasar a través.

En realidad, tiene sentido, el calor proviene de los fotones que chocan con la superficie de la tierra (y un poco con la atmósfera) y se refleja, y no hay nada entre la tierra y el sol que haría un fotón pierde energía a más de 5 millones de km recorridos en vacío. O es? (Nota: no estoy preguntando acerca de la posible pérdida de energía relacionados con el desplazamiento hacia el rojo de la expansión del universo.)

Que me hizo preguntarme...

Entonces, ¿por qué son los planetas más cerca del sol más cálido? Parece una tontería, más cerca se está de la fuente de calor, el más cálido que se siente, pero eso es debido a la dispersión del calor en el medio, a la derecha? Si no hay ningún medio, lo que disipa la energía?

Answer 1

La razón de estar cerca de una fuente de calor hace más cálido es la ley del cuadrado inverso. Piénsalo de esta manera: Si usted tiene un $1~\mathrm{m}^2$ pieza de material que se enfrenta el Sol y se encuentra en la órbita de Mercurio, va a ser muy caliente. Lo que hace la sombra de este aspecto cuadrado como en la órbita de la Tierra (alrededor de $2.5$ veces más lejos que el de Mercurio)? Bueno, va a ser $2.5$ veces más grande en ambas direcciones, cubriendo cerca de $6~\mathrm{m}^2$. De modo que la misma cantidad de energía que puede ser entregado , ya sea a $1~\mathrm{m}^2$ sobre el Mercurio o a $6~\mathrm{m}^2$ de la Tierra. Cada metro cuadrado de Tierra se acerca $6$ veces menos de energía Solar que cada metro cuadrado sobre el Mercurio. La luz no es la pérdida de energía con el medio circundante, incluso si el medio existe.

Answer 2

Varios de los puntos que es preciso abordar:

• Las estaciones se deben a la inclinación de la Tierra, pero no a causa de la atmósfera. Cuando la luz solar es el pastoreo en el suelo en un ángulo de la misma cantidad de calor se extiende sobre un área más grande que cuando el sol está directamente sobre la cabeza, de modo que disminuye la temperatura. La atmósfera tiene un efecto insignificante en la absorción de la radiación (en el camino).

• El sistema solar está lleno de baja densidad de las nubes de polvo y viento solar, pero esto no hace muy poco a la dispersión de la luz. Si usted mira la eclíptica en una noche muy clara, lejos de la contaminación de la luz sólo puede ver un débil resplandor de la llama de la luz zodiacal, que es la luz del sol de la dispersión de polvo en el disco del sistema solar.

• Los fotones no se pierde energía cuando se propaga a través del vacío (y una cantidad insignificante en el medio interplanetario). Que se enfría más lejos del sol debido a que los fotones se extiende como el cuadrado de la distancia desde el sol. Imaginar una serie de esferas de aumento de radio centrado en el sol. El mismo número de fotones que pasan a través de cada esfera, pero la zona de las esferas aumenta con el cuadrado del radio. Por lo que el número de fotones por unidad de área disminuye con el cuadrado de la distancia. Así funciona la calefacción en un objeto que absorbe los fotones.