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理学论文范文:理学论文样板-物理学:地球旋涡体的气体包压层次的物质运动和变化
理学论文样板-物理学:地球旋涡体的气体包压层次的物质运动和变化
| 文章出自:论文格式范文网 | 编辑:论文要求 | 点击: | 2012-04-05 01:07:55 |

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[摘要] 在没有太阳能辐射浸染的情形下,地球旋涡体气体包压条理的特征是,从地球到旋涡体边缘,大气层的温度、密度、压强根底上都由高到低、由大到小按挨次罗列递减。在太阳能辐射的浸染下,地球旋涡体气体包压条理发生了转变,太阳能的乖戾辐射在必然水平上改变了包压地球的大气条理的物质特征,大气层局部区域的温度发生了一些反常的现象,但并没有从集体上改变地球大气的冷热气体招架的根柢根底,反而在必然的水平上增强了这种冷热气招架的状况,使外层凉气体流旋进包压相对热气团的运动连结长久的不变,从而担保了地球旋涡体长久的不变。
[关键词] 地球旋涡体  气体包压条理  太阳能辐射   电离层   磁层
 
一、地球旋涡体的气体包压条理的形成
地球最先形成时,同太阳一样是一个温度很高的发烧发光的星球,高热的地球处于严寒的宇宙空间中,被四周的冷空气包裹着,地球外面高热的物质流体与其外包裹它的气体进行各类回响反映,生成各类热气体化合物分子气体,耗散热量,使地球自己及其外面的温度慢慢降低;在高热状况下处于一种物质形态的粒子或离子,在温度降低时就会聚合或复合成另一种物质形态,地球自己及其外面物质温度的降低,组成地球热流体的一些高热粒子或离子就会发生聚合或复合,生成一些不闻名的粒子、原子或分子气体物质,(如,三个夸克连系组成一个质子或中子,一个原子核和一个电子连系成一个氢原子,两个氧原子连系成一个氧气分子等)。被生成的这些分歧形态的热气体物质把地球围困在中央,其外也被冷空气包裹着,同时,地球高热的流体物质还络续地与四周包裹的气体发生回响反映,生成更多的气体化合物,热流体中的高热粒子或离子也络续发生聚合,生成更多的各类形态气体物质,络续增多的各类形态气体物质围在地球四周,形成络续增进的热气团,地球高热能的鼓动和各类热气体形态的络续增补,使络续膨胀的热气团向外鼓动扩张,推压概况包裹的凉气态,受推压的凉气态对络续膨胀的热气团进行反浸染包压,就形成了概况凉气流旋进包压里面热气团的旋涡气体流状况,把地球围在焦点。概况旋进凉气流鼓动里面热气团旋进,形成旋进热气流,热气流又鼓动地球扭转,造成地球自转,经由长久的演化,概况包压的凉气流、热气流与地球三者慢慢形成一个扭转的集体,形成不变的地球旋涡体[1]。
地球外面温度慢慢降低演变的过程中,大量的各类物质分子、原子、不闻名小粒子气体络续在各类回响反映中生成,络续充溢在地球四周,在概况凉气体流(首要由原子原始气体组成)包裹下形成气体流环抱地球作旋进运动,气体流的有序运动,造成重者下沉,轻者上浮,同性四周,异性相远,性质不异或四周的气体粒子聚在一路,形成统一气体形态层,使包裹地球的各类形态的气体形成分歧的气体物质条理,从地球外面向外按气体粒子质量从大到小、从重到轻罗列,依次是分子气体层、原子气体层、不闻名小粒子气体层,概况包裹的是宇宙原始气体层。 
在没有太阳辐射浸染的情形下,地球旋涡体气体包压条理的各个气体物质形态都是由相对较不变的粒子组成;在太阳辐射浸染的情形下,地球旋涡体气体包压条理的个体气体物质形态发生了转变,生成带电气体离子,这些气体离子不不变,时常复合成中性粒子,然则,由这些不不变离子组成的带电离子层是相对不变的。因为,太阳辐射对原子气体层的电离,源源络续地生成大量新的气体离子,也就是说,大量旧离子相复合的同时,也生成差不多相当数目的新气体离子,从而使离子数目达到长久的相对不变,担保了不不变气体离子层的相对不变。
二、没有太阳辐射浸染下的地球旋涡体的气体包压条理及其运动
地球旋涡体的气体物质包压条理,从地表往上按挨次可分为:分子气体层----原子气体层----不闻名小粒子层----宇宙原始气体层。
如图:


没有太阳辐射浸染下的地球旋涡体气体物质包压条理的特征是,从地球外面到旋涡体边缘,气体粒子的体积由大到小、质量由重到轻按挨次罗列递减,大气的温度由高到低、密度由浓到稀、压强由大到小按挨次罗列递减。
在每一层的上面部门,气体根底上都是平流旋进的,每两个条理订接壤的恢弘区域,都发朝气体对流运动的现象。对流的原因:
第一、上层气体的密度比下层的气体密度稀薄,上层气体粒子相对小、温度相对低、密度相对稀的旋进气体流打到下一层气体粒子相对大、温度相对高、密度相对浓的气体层顶层,而发生反弹浸染力,一部门气体顺着下层行为的气体顶层球面涣散,充溢于两条理的接壤区哉,加大上层底部气体量亲善压强,使气体体积膨胀升高,上升到必然的高度(即上浮力与旋进气体流发生的向下气压力相当的处所)的气体,又随旋进的气流旋回,形成对流气体流;另一部门气体不才层大气压强的鼓动下,向高空气压低的处所升腾,升到必然的高度,又随旋进的气流旋回,形成对流气体流;
第二、下一层气体温度较高、压强较大、密度较浓,下一层气体温度较冷、压强较小、密度较稀,从而使下一层顶层的气体在热力的浸染下,向气压小、密度稀的高旷处所扩散,到必然的高度,又随上一层旋进的气流旋回,形成对流气体流。
  没有太阳辐射浸染下的地球旋涡体的气体物质包压条理只是一种理想的模式,在现实中是很难存在的。
三、太阳辐射浸染下的地球旋涡体的气体包压条理及其运动
1、太阳辐射浸染下的地球旋涡体的气体包压条理
(1)地球旋涡体的气体包压条理的转变
因为太阳热辐射、可见光、紫外线和各类射线等(把它们简称为太阳能辐射)的浸染,使包压地球的各气体物质条理发生了物质转变,并形成了分歧的运动形式。
如图: 
 
在太阳能辐射的浸染下,分子气体层酿成了三个较光鲜明显的条理,即分子气体层可分为对流层、平流层和中央层三个条理;原子气体层的大部门原子被太阳能辐射电离成带电的离子,生成原子核、质子、中子、电子等离子,酿成有较强磁性的气体条理,形成电离层和磁层;其余的不闻名小粒子气体层和宇宙原始气体层根底上没有发生转变。分子气体层和原子气体层发生转变往后,它们中的气温文物质运动形式也响应地发生了一些转变。
(2)地球旋涡体的气体包压条理的气温转变 
 
没有太阳辐射浸染下的地球旋涡体,从地球外面向外太空,空气密度从浓变稀慢慢递减,气体温度从地表向外也由高向低慢慢递减。
在太阳能辐射的浸染下,气体温度发生了转变:如图,从地表到对流层顶平均10公里摆布的处所,气温由高到低转变,由常温17℃摆布下降到-84℃摆布;从对流层顶到平流层中央,气温又从低到高转变,由-84℃摆布上升到17℃摆布;从平流层中央到中央层顶,气温从高到低转变,由17℃摆布下降到-113℃摆布;从中央层顶到电离层中央,气温从低到高转变,由-113℃摆布上升到平均1000℃摆布,有的处所高达2000℃摆布;从电离层到磁层,气温又慢慢下降,从磁层到不闻名的小粒子层,气温猝然下降,一贯到原始气体层的恢弘区域,气温能降到-200℃以下。
2、分子气体层的转变
分子气体层首要由物质的分子组成,分子气体的气压和密度从内往外由高到低、由浓到稀慢慢递减。在没有太阳辐射的浸染下,分子气体层没有光鲜明显的条理特征,运动较单一,分子气体层的底部在接近地球的区域(平均10公里摆布),气体发生对流现象,对流层往上到分子气体层顶部,分子气体根底上都是平流旋进。而在太阳辐射的浸染下,分子气体层发生了转变,凭据其气温文运动状况,大体可分为三层,即对流层、平流层和中央层。
(1)对流层
地球外面到近空平均10公里摆布的低空,称为对流层。对流层的特征是,气体又旋进又对流,空气的气压、密度、温度从下到上由高到低慢慢递减。
气体对流的首要原因是:第一,旋进的分子气体打在地球外面上,一部门气体顺着扭转的地球球面涣散,充溢于近地表空间,加大了近地面的气体量亲善压强,使气体体积膨胀升高,上升到必然的高度(即上浮力与旋进气体流发生的向下气压力相当的处所)的气体,又随旋进的气流旋回近地面,形成对流气体流;另一部门质量较轻的气体,在底层壮大气压的鼓动下,上升到必然的高度,又随旋进的气流旋回近地面,形成对流气体流;第二,因为近地面的空气密度高,射到地球的太阳光能量,根底上被近地面密度高的空气所领受,余下的全被地面所领受,使近地面空气的温度比远地面空气的温度高,近地面的气体在热力的浸染下,向气压小、密度稀、温度低的高旷处所扩散,到必然的高度,温度降低后又随上一层旋进的气流旋回近地面,形成对流气体流。
在对流层中,从地表往外太空,距离地面越远,空气越稀薄,空气领受太阳的热量越少,空气(分子气体)的气压、密度和温度都泛起递减现象。
(2)平流层
从对流层顶到距地面50公里摆布的高空,称为平流层。平流层的特征是,气体作平缓的旋进运动,气体温度对照高,上热下冷。
在平流层中,臭氧分子气体对照齐集,臭氧密度最高的处所齐集在距地面30公里摆布的处所,这处所的温度也最高。
臭氧的发生。臭氧分子发生于电离层中,即在电离层(原子气体层)的等离子体高温下,太阳的各类辐射对电离层中的氧原子进行电离加工、聚合,生成臭氧分子。重者下沉,轻者上浮,质量较重的臭氧分子在旋进气流的鼓动下,慢慢旋进下沉到平流层中群集起来,形成臭氧层,臭氧分子质量和体积较大,随意纰漏领受太阳紫外线等短波射线,厚厚的臭氧层领受大量的太阳热量而温度升高,大大超出对流层顶层的气体温度,臭氧分子气体的温度较高而使其浮力增添,悬浮在平流层中而不致于旋进到地面上,使平流层成为温度和运动都较不变的平缓旋进气流条理。
(3)中央层
从平流层顶到距离地面85公里摆布的高空,称为中央层。中央层的特征是,气体温度下热上冷,下面空气对流,上面气体流平缓旋进。
中央层空气对流的原因:平流层的空气很稀薄,气体分子领受的太阳光热量很少,温度很低,平流层下面是温度对照高的平流层,平流层温度对照高的分子气体向空气密度稀薄、气压低的上层披发烧量,形成较热的分子气流上升散热形式,热分子气流上升到必然的高度,上升的热气体温度因散了热而降低,并跟着上层旋进的冷空气流向下旋进回平流层顶,络续轮回,形成对流气体流。
3、原子气体层的转变
原子气体层首要由物质原子组成,空气稀薄,在太阳的各类乖戾辐射(热辐射、X射线、Y射线、电磁波等)浸染下,发生光电效应,并发生稀薄气体导电现象,各类物质原子中的电子被击射出来,生成原子核和电子,原子核又进一步被电离盘据,成生质子和中子,质子和电子经常复合成中性粒子,是以,在太阳辐射的浸染下,这一层的物质由首要由原子、原子核、质子、中子和电子等粒子或组成,各类粒子或离子在运动中,同性物质聚在一路,异性物质星散,重者下沉,轻者上浮,从而发生较重的粒子或离子不才面,较轻的粒子或离子在上面的状况。 厚厚的原子气体层的大量原子被盘据成了大量的带电离子,原子气体层酿成了带电离子层,按性质分歧,下层称为电离层,上层称为磁层。
(1)电离层
电离层首要由粒子较大的、相对较重的粒子或离子组成,首要由等离子体电热加工原子生成的少量物质分子、没有被电离的原子、原子核、质子、中子和电子等粒子或离子夹杂组成,大部门是带电离子,故称为电离层。
电离层温度很高。电离层生成高温的原因:太阳的光和各类乖戾辐射打在原子气体层的原子上,发生光电效应,在原子气体层发生稀薄气体导电现象,生成电流,气体层也因电流而生磁场,因电而生热,使温度升高;生电生热的电离子层向外发生热辐射,与络续射进来的太阳乖戾的各类辐射相煎、碰撞、振荡或激发而生热,使温度持续升高;正、负带电离子在地球磁场的浸染下,顺着地球磁场线运动,与其他作旋进运动的原子气体发生磁撞、摩擦生电生热,使气体层温度升高,等等。磁、电、光、电磁波等各类成分配合浸染,造成气体热量相煎、叠加,使这一层的气体温度很高,温度平均达1000℃。
电离层的物质运动。中性粒子根底上仍绕地球作旋进运动,正、负电离子沿地球磁力线运动,相邻的正、负电离子时常发生复合,酿成中性粒子,太阳辐射络续地电离、盘据原子,已电离的离子也络续复合、盘旋或激发。中性粒子与离子之间也发生碰撞、振荡、摩擦,地球磁力场随地球的迁移改变也在迁移改变,电离层的物质离子在沿地球磁力线运动的同时也作旋进运动,整个原子气体层大部门的粒子绕地球作旋进运动。
有些物质元素如氧原子,在电离层高温文电离的浸染下,发生聚合,生成臭氧分子气体,有的生成质量较轻的质子,在气体层集体旋进的过程中,轻者上浮,得者下沉,较重的粒子或离子被挤到下层,较轻的粒子或离子被挤到上层,使上层和下层的物质性质和运动转变都有较大的分歧。
(2)磁层
    磁层是电离层的外层,磁层首要由原子核、质子、电子和中子组成,因为原子气体层的概况层是比质子和电子更小的粒子层,这一层的粒子小、粒子距离大、粒子密度稀薄,对太阳能的辐射否决力小,太阳能的各类辐射穿过这一层时受阻力小,太阳能的各类辐射没有受若干否决就直接射到原子气体层,是以,原子气体层的上面部门受到的太阳能辐射最强,原子发生盘据最多,最彻底,生成原子核和电子,大部门原子核进一步被盘据生成质子和中子;电离层中生成的质量较轻的质子和电子也被往上挤到这一层,是以,质子、中子和电子一路组成了这一层的首要物质,质子和电子离别顺着地球磁力线运动,中子则环抱地球作旋进运动,质子和电子在进行有序运动中,发生电流,电流四周生成磁场,在磁、电、光、电磁波等的彼此浸染下,使这一层气体的温度也很高。因为电子、质子数目对照多,行为对照快,电流大,发生的磁场也较强,受到地球磁场的影响也较大,被称为磁层。
因为磁层的质子、电子气体的温度对照高,包压磁层的不闻名的小粒子层,因粒子小,领受太阳的热能较少,温度低,磁层的高温质子、电子气体随意纰漏向外膨胀扩散热能,以质子气体流或电子气体流的形式向外披发烧量,向外膨胀散热的质子、电子气体流远远地深切到不闻名粒子层的深处,气体流升到必然的高度后温度降低,又被不闻名粒子层环抱地球的旋进气体流向内鼓动旋回磁层顶部,形成对流气体流,扩散的时刻是高温的质子、电子气体流,回来离去的时刻却不必然是质子、电子气体流,质子、电子气体在披发温度降低的时刻,已发生了转变,酿成了其他粒子。
接近太阳一面的磁层,在太阳能强辐射的浸染下,磁层圈被压缩,而在背太阳的一面却形成长长的磁尾,也就是说,在面向太阳的一面,磁层质子、电子气体流扩散对流运动受到太阳辐射的必然水平的限制,而在背向太阳的一面,反而扩大了质子、电子气体流的膨胀扩散对流运动,形成长长的磁尾,包压磁层的不闻名粒子气体旋进流也把长长的质子、电子气体流旋进压回到磁层外面,只不外被旋进压回的质子与电子已发生了转变,酿成了其余物质粒子。可以说,向外膨胀扩散形成磁尾的质子、电子气体,绝大部门并没有逃逸,而是酿成其他粒子后,跟着包压旋进的不闻名小粒子气体流旋回磁层外面,形成对流气体流。
4、不闻名小粒子层
    这一层是由比质子更小的不闻名的小粒子组成,粒子小、粒子距离大、粒子密度低,太阳能对之辐射影响小,温度很低。其下面却是温度很高的磁层,磁层温度高的质子、电子气体流向粒子小、密度低、温度低的不闻名小粒子层膨胀扩散并释放热量,以质子、电子气体流的形式散热,质子电子气体流上升到必然的高度,又被不闻名小粒子层环抱地球的旋进气体流向内鼓动旋回磁层顶,形成对流气体流。是以,这一层的气体对流对照远、对照广,不凡在地球背太阳的一面,这一层的下面部门发朝气体对流,上面部门是平缓旋进的不闻名小料子气体流。
    因为电离层与磁层的温度很高,而且温度对照不变,从而与对之进行包压的外层形成较不变的温度差,温度相对冷得多的不闻名小粒子层旋进包压温度相对热得多的磁层而形成对照不变的旋进包压气体流,这对于连结地球旋涡体外旋进气体流的不变运行有很主要的浸染。
5、宇宙原始气体层
    这一层首要由宇宙原始气体组成,原始气体是组成物质的最小单元,粒子最小、粒子之间距离大、粒子密度很低,太阳能对之辐射影响异常小,根底不领受热量,温度极端严寒。在温度相对较热的不闻名小粒子层的膨胀推压下,原始气体对之进行反浸染推压,而形成原始气体流旋进推压里面不闻名小粒子层的状况。

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