地球上空的大气在天空中自由运动,它们能够摆脱地球引力束缚,逃逸到星际空间去吗?回答既是肯定的,又是否定的。
说是肯定的,因为确有极其微量的高层大气分子能挣脱地球强大的引力而逃走;说是否定的,因为绝大多数的大气分子是逃不出地球的。
相反,从星际空间撞入地球并在大气层中烧毁的流星体反而比逃走的大气还要多些。
通过计算知道,当向上抛的速度达到每秒11.2千米时,虽然物体在上升过程中地球的引力会使这个物体的速度逐渐减慢,但由于这种引力也同时在不断变小,以至它永远不可能使这个物体的上升速度变到零。
那么,这个物体将摆脱地球的吸引力,而永远告别地球而去。这个每秒11.2千米的速度就是地球上的“逃逸速度”。
地球上的气体分子和原子永远处于不停地运动之中。它们运动的速度各不相同,甚至相差很大。这种速度只是分子的平均速度。实际上,有半数分子的运动速度比这大。有的大一倍,有的大两倍,有的运动速度超过了每秒11.2千米,当然这只占极小的一部分。在底层大气中,由于分子密度极大,它们在运动中经常会相互发生碰撞,运动速度就会慢下来。所以,即使是一些速度快的分子,实际上也是不可能逃出地球的。
但在高层大气中情况就不同了。强烈的太阳辐射会把分子中的很大一部分激发成极高的能量态和很大的速度。同时,高层大气极其稀薄,分子之间碰撞的机会也少得多。所以,在高层大气中的高速运动的气体分子逃离地球的机会就很大。它们一旦向上飞去,就会进入密度越来越小的区域,碰撞机会也会越来越少,最终告别地球。
人类生活在大气底层,可以说没有大气就没有生命, 没有人类。在地球大气中,氮气占整个大气容积的78.09%,氧气占20.95%,其他的气体加起来仅占0.96%。这种大气组成成分给地球上的所有生物都创造了一个适宜生长、繁衍的理想环境。
拓展阅读
大气是指在地球周围聚集的一层很厚的大气分子,称之为大气圈。大气为地球生命的繁衍,人类的发展,提供了理想的环境。
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