第七九九天，一开始我们人类肯定会想到太阳的发光发热是通过燃烧燃料的方式进行的，就类似于我们地球上的燃烧反应，但是按照太阳的体积来说，化学反应所能提供的能量总量和时间尺度都不足以解释太阳真实的情况，通过燃烧燃料的话，太阳只能存在几万年的时间。
于是19世纪末开尔文勋爵和亥姆霍兹提出了开尔文-赫尔姆霍兹原理，说的是：太阳的能量来源于引力势能的收缩，虽然这个理论将太阳释放能量的时间提高到了2000万到1亿年之间，但是还是不能解释我们在地球上发现的地质和生物特征，也就是说，我们在地球上通过地质和生物线索发现地球的年龄要比太阳的年龄还要大。
这肯定是不可能的，到了20世纪初，人们对微观世界的研究让我们走进了原子内部，首次发现了原子核，它是由质子和中子组成的联合体。虽然将电子与原子核结合或者从原子中分离出去只会释放几个电子伏的能量，但是将一个质子或中子从原子核分离或者结合所释放的能量高达几百万电子伏。这种控制原子核的力称为强力，它能让原子核中微小的粒子通过结合或者分裂释放出巨大的能量。
核反应的发现也让我们找到了太阳发光发热的方式，在太阳的核心高温、高压将轻元素融合成为重元素并释放出巨大的能量，在太阳内部的聚变反应是将四个质子融合成氦-4的过程，氦-4会比四个质子轻7%，那么损失的质量会通过E=mc^2释放出高达2800万电子伏的能量。
通过核反应太阳可以在缓慢损失质量的过程中，持续不断的为地球提供能量长达120亿年左右。
太阳如何加热地球的
我们知道热量会从高能量系统转移到低能量系统，这其实就是热传递的过程，那么热传递主要由以下三种方式：
热传导：这种方式的热传递主要是通过介质的互相接触实现的。我们知道，任何物质都有由原子或者分子组成的，而原子和分子的在物质内的随机运动就表现出了热能，当一个物质和两外一个物质表面相互接触时，随机运动剧烈的物质粒子会通过碰撞的方式将动能传递给运动较慢的物质粒子，这种动能的传递就实现了热能的传递。
例如：当我们身体的温度高于外界空气时，冷空气粒子会通过于我们皮肤的频繁碰撞获得更高的动能，并带走热量。反过来也是一样的，热空气中快速运动的粒子会将动能传递给我们皮肤表面的粒子，从而加热我们体表。
热对流：这种传递热的方式主要发生在流体内。例如：烧水的时候，热水从壶底上升，将热量带到上部，冷水下降，在壶底继续被加热，这样有利于流体内部快速达到热平衡状态。还有我们冬天使用的暖气也是同样的道理。
热辐射：这种热量传递的方式不需要任何介质的参与，而是通过释放和吸收能量载体粒子的方式实现的热传递效应。在宇宙中任何高于绝对零度的物体都会发出热辐射来向外释放热量。而我们的太阳和地球之间基本属于真空状态，所以热辐射是唯一在太空中传递热量的方式。
太阳所发出的电磁辐射波谱近似于黑体，是一种连续的波谱。从长波无线电波到可见光，再到x射线，太阳发出的能量分布在整个光谱范围内。但是可见光不断达到了峰值，也就是说太阳发出的电磁辐射中，主要集中在可见光范围。这就是为什么，我们地球上的生物都进化的对可见光波段的光子非常敏感。
而地球的能量来源主要就是接受太阳所发出的电磁辐射。
那么为何高出温度低呢？
这一点其实很好理解，我们只需要记住在太阳光中可见光波段的光占了很大的一部分。而我们地球上大气并不能直接吸收可见光的能量。所以可见光就会直接穿透大气层直接达到地球表面。
而地面却可以吸收可见光的能量并被加热，加热后的地面又会释放出波长比较长的红外辐射，这种波段的电磁辐射就可以被大气吸收，来增加温度。所以虽然地球大气温度的主要能量来源是头顶上的太阳，但是直接加热大气的确实地球表面。这一点我们在夏天时候的地面就可以看到一股股的热浪不断地上升，通过热对流的方式加热大气。
所以，地球地面附近的大气是首先被太阳加热地，而高层大气只会通过热对流方式获得热量。
于是19世纪末开尔文勋爵和亥姆霍兹提出了开尔文-赫尔姆霍兹原理，说的是：太阳的能量来源于引力势能的收缩，虽然这个理论将太阳释放能量的时间提高到了2000万到1亿年之间，但是还是不能解释我们在地球上发现的地质和生物特征，也就是说，我们在地球上通过地质和生物线索发现地球的年龄要比太阳的年龄还要大。
这肯定是不可能的，到了20世纪初，人们对微观世界的研究让我们走进了原子内部，首次发现了原子核，它是由质子和中子组成的联合体。虽然将电子与原子核结合或者从原子中分离出去只会释放几个电子伏的能量，但是将一个质子或中子从原子核分离或者结合所释放的能量高达几百万电子伏。这种控制原子核的力称为强力，它能让原子核中微小的粒子通过结合或者分裂释放出巨大的能量。
核反应的发现也让我们找到了太阳发光发热的方式，在太阳的核心高温、高压将轻元素融合成为重元素并释放出巨大的能量，在太阳内部的聚变反应是将四个质子融合成氦-4的过程，氦-4会比四个质子轻7%，那么损失的质量会通过E=mc^2释放出高达2800万电子伏的能量。
通过核反应太阳可以在缓慢损失质量的过程中，持续不断的为地球提供能量长达120亿年左右。
太阳如何加热地球的
我们知道热量会从高能量系统转移到低能量系统，这其实就是热传递的过程，那么热传递主要由以下三种方式：
热传导：这种方式的热传递主要是通过介质的互相接触实现的。我们知道，任何物质都有由原子或者分子组成的，而原子和分子的在物质内的随机运动就表现出了热能，当一个物质和两外一个物质表面相互接触时，随机运动剧烈的物质粒子会通过碰撞的方式将动能传递给运动较慢的物质粒子，这种动能的传递就实现了热能的传递。
例如：当我们身体的温度高于外界空气时，冷空气粒子会通过于我们皮肤的频繁碰撞获得更高的动能，并带走热量。反过来也是一样的，热空气中快速运动的粒子会将动能传递给我们皮肤表面的粒子，从而加热我们体表。
热对流：这种传递热的方式主要发生在流体内。例如：烧水的时候，热水从壶底上升，将热量带到上部，冷水下降，在壶底继续被加热，这样有利于流体内部快速达到热平衡状态。还有我们冬天使用的暖气也是同样的道理。
热辐射：这种热量传递的方式不需要任何介质的参与，而是通过释放和吸收能量载体粒子的方式实现的热传递效应。在宇宙中任何高于绝对零度的物体都会发出热辐射来向外释放热量。而我们的太阳和地球之间基本属于真空状态，所以热辐射是唯一在太空中传递热量的方式。
太阳所发出的电磁辐射波谱近似于黑体，是一种连续的波谱。从长波无线电波到可见光，再到x射线，太阳发出的能量分布在整个光谱范围内。但是可见光不断达到了峰值，也就是说太阳发出的电磁辐射中，主要集中在可见光范围。这就是为什么，我们地球上的生物都进化的对可见光波段的光子非常敏感。
而地球的能量来源主要就是接受太阳所发出的电磁辐射。
那么为何高出温度低呢？
这一点其实很好理解，我们只需要记住在太阳光中可见光波段的光占了很大的一部分。而我们地球上大气并不能直接吸收可见光的能量。所以可见光就会直接穿透大气层直接达到地球表面。
而地面却可以吸收可见光的能量并被加热，加热后的地面又会释放出波长比较长的红外辐射，这种波段的电磁辐射就可以被大气吸收，来增加温度。所以虽然地球大气温度的主要能量来源是头顶上的太阳，但是直接加热大气的确实地球表面。这一点我们在夏天时候的地面就可以看到一股股的热浪不断地上升，通过热对流的方式加热大气。
所以，地球地面附近的大气是首先被太阳加热地，而高层大气只会通过热对流方式获得热量。
#定积分的应用# 面积 体积 弧长
一、元素法
思想：就是取【x，x+dx】多了一个元素，看成矩形，在对应的区间上积分即可。
二、求解不规则的面积
1.普通方程：先画出一个粗略图，取一个小区间（元素法看成矩形），对这个矩形的区间求面积，即：dA=f（x）dx【高*宽】，最后对区间上进行积分。
2.参数方程：画出粗略图，取一个角度的小区间【a，a+o】此时使用元素法的思想将其看成一个小扇形，扇形的面积为【1/2r平方*弧度o】，所以此时小扇形的面积为：dA=1/2r平方*弧度do，最后对弧度区间积分即可。
三、求解旋转体的体积
分为绕x轴与绕y轴两种情况
绕x如下：
1.普通方程：利用元素法的思想，取出小区间之后相当于矩形，旋转之后变成一个高为dx的小圆柱，此时体积为dV=πr平方*dx【半径r在绕x轴旋转时r=f（x）=y将其换后代入即可】，此时在对区间上进行积分即可。
2.参数方程：思想与上述相同，参数方程不比化成普通方程，只需要将y与x对应的参数形式分别带入上述的积分式子即可，但是换的时候注意修改积分的上下线，x变成了o【弧度】
绕y如下：
1.普通方程：元素法分出来之后，相当于一个有厚度的小矩形绕y一周【类比于一张有厚度的纸】将其打开后可以得到分出后的小体积：dV=周长*高度*厚度=2πr*y*dx【这时候的半径与绕x不同，此时的半径在具体情况下具体分析，y就是f（x）】，此时在对对应区间积分即可。
四、弧线
思想：利用了弧微分的思想，用了无线微分之后近似于一个直角三角形，得出式子：ds方=dx方+dy方，对这个式子化简出两种不同形式分别对应普通方程和参数方程情形，具体如图（允许我懒惰一下下）
一、元素法
思想：就是取【x，x+dx】多了一个元素，看成矩形，在对应的区间上积分即可。
二、求解不规则的面积
1.普通方程：先画出一个粗略图，取一个小区间（元素法看成矩形），对这个矩形的区间求面积，即：dA=f（x）dx【高*宽】，最后对区间上进行积分。
2.参数方程：画出粗略图，取一个角度的小区间【a，a+o】此时使用元素法的思想将其看成一个小扇形，扇形的面积为【1/2r平方*弧度o】，所以此时小扇形的面积为：dA=1/2r平方*弧度do，最后对弧度区间积分即可。
三、求解旋转体的体积
分为绕x轴与绕y轴两种情况
绕x如下：
1.普通方程：利用元素法的思想，取出小区间之后相当于矩形，旋转之后变成一个高为dx的小圆柱，此时体积为dV=πr平方*dx【半径r在绕x轴旋转时r=f（x）=y将其换后代入即可】，此时在对区间上进行积分即可。
2.参数方程：思想与上述相同，参数方程不比化成普通方程，只需要将y与x对应的参数形式分别带入上述的积分式子即可，但是换的时候注意修改积分的上下线，x变成了o【弧度】
绕y如下：
1.普通方程：元素法分出来之后，相当于一个有厚度的小矩形绕y一周【类比于一张有厚度的纸】将其打开后可以得到分出后的小体积：dV=周长*高度*厚度=2πr*y*dx【这时候的半径与绕x不同，此时的半径在具体情况下具体分析，y就是f（x）】，此时在对对应区间积分即可。
四、弧线
思想：利用了弧微分的思想，用了无线微分之后近似于一个直角三角形，得出式子：ds方=dx方+dy方，对这个式子化简出两种不同形式分别对应普通方程和参数方程情形，具体如图（允许我懒惰一下下）
科学辟谣【家附近有变电站 有必要搬家吗？】
流言：
我们现如今的生活便利，有很大一部分功劳都要归功于“电”。无论是多么高端的家用电器，还是家里设计考究的灯光设计，甚至是我们时刻离不开的手机，没有了电，都玩不转。电是哪儿来的呢？发电站；那么发电站发出来的电，是如何源源不断地输送到我们的家里和办公室呢？你可能要说，是电线呗！其实，在这个过程中，还有一个不可替代的角色，就是送变电站。一说到这儿，很多人就恍然大悟了：怪不得那个谁说，他家附近就有一个变电站，弄得心里疙疙瘩瘩的，尤其是变电站会产生辐射和噪音，这都打算搬家了！这个担忧，有必要吗？
真相解读：
01 变电站分为发电侧和用电侧两种 电力输送高速路的入口和出口
自19世纪70年代以来，电能的使用逐渐渗透到生活的方方面面，使人类社会从“蒸汽时代”迈入“电气时代”，掀起第二次工业革命的浪潮。相比其他形式的能源，电能具有易于产生、便于传输、使用方便以及污染少等优点，在世界各国的经济发展中都占有十分重要的地位。
经过百余年的发展，电力系统已日趋成熟，其主要由发电、输电、变电、配电和用电五部分构成，其中的变电功能主要由变电站完成。变电站主要起到调整电压、控制电能流向的作用，是电力系统的重要组成部分之一。变电站从功能上，又可大体分为发电侧变电站和用电侧变电站两类。
发电侧变电站是连接发电厂与电力传输线的中间环节，而在用电侧，变电站是连接电力传输线与用户的中间环节。众所周知，电能的传输效率与电压等级息息相关，电压越高，电能传输过程中的损耗越小，因此，发电侧变电站的主要职责是将发电机电压提高至传输电压。在我国，传输电压一般为220kV、500kV甚至更高，过高的电压不能直接被用户使用，用电侧变电站的主要作用就是将传输电压降低至家家户户能够使用的电压。在我国，用户使用的电压一般为10kV、380V或220V。
如果将电力传输线比作高速公路，那么电能就可以看作是高速公路上行驶的汽车，发电侧变电站就相当于进入高速公路的收费站，车辆进入高速收费口后才能快速行驶，同理，电能经过发电侧变电站后才可以大量、快速地传输。车辆想要进入市区，必须要驶出高速公路才可进入大街小巷，所以用电侧变电站就相当于离开高速公路的收费站，传输电压经过用电侧变电站降低电压后，才能给到各用户使用。
在我国，发电厂一般坐落在距离市区较远的地方，而发电侧变电站需将发电机电压快速抬升至传输电压，因此，发电侧变电站一般与发电厂合建在一起，市区居民难以见到。城市内能够看到的，几乎全部是用电侧变电站，现阶段，我国绝大部分城市的变电站都建设在室内。与其他建筑物相比，变电站四周一般有围栏防护，防止非专业人员靠近，墙上会有“高压危险，请勿靠近”字样。另外，与居民区或写字楼相比，变电站的窗户数量少、面积小。
02家附近就有变电站？ 这玩意离远了还真不行！
变电站需要根据用户用电量以及电力部门的规划建设而选址，一般情况下，工厂、写字楼以及居民区附近都需要建有变电站。变电站就如同家里的无线路由器一样，当离开一定的距离后，wifi信号就会消失，变电站也有一定的覆盖区域即供电半径，超过了这个供电半径，受制于电 压衰减、损耗等原因，就无法保证电能的有效供应了。
在市区用电集中的地方，一座110kV的变电站的供电半径一般只有5公里左右；而对于大型机场、医院、高铁站等用电强度大、稳定性要求高的场所，通常还会再建设一座专门的变电站为其供电。另外，根据电网规划，在一定区域内还需要设置多个互为支持的变电站，以保证人民群众的供电稳定。因此，城市内变电站的建设受到用户用电量以及供电半径的制约，是无法随意远离用户的，建在居民区附近也是正常现象。
03变电站的电磁辐射低于手机 噪音强度等同于低声说话
变电站对人们日常生活的影响主要体现在两个方面，分别是电磁辐射和噪音。影响电磁辐射最关键的因素在于频率，频率越高，电磁辐射范围越大，传输距离越远。而我国变电站的电能频率为50Hz，在电磁辐射领域属于极低频率，辐射范围非常小，即变电站的电磁辐射随距离增加急剧减小。因此，即便是长期在变电站内值班的工作人员，只要在国家规定的安全距离之外，变电站带来的电磁辐射还没有随身携带的手机电磁辐射强，健康也不会受到电磁辐射的影响。
对噪音而言，我国规定所有市区变电站在安全距离之外的白天噪音不超过55分贝，夜间噪音不超过45分贝。这是个什么概念？55分贝与人正常说话声音相当，45分贝属于低声说话水平，而在市区繁忙道路白天的汽车噪音水平一般可达80分贝以上，因此，变电站的噪音对日常生活也几乎没有影响。
除电磁辐射与噪音外，变电站还存在火灾、爆炸等安全问题。我国对于不同类型的变电站的防火与防爆均有严格规定，只要严格按照国家规定建设的变电站，其内部万一出现火灾或爆炸等事故，均不会对周围居民区产生影响。综上，变电站就是城市内绿色、稳定的供电电源，千万别再把它当做洪水猛兽，拒之千里啦！
04附近有变电站 注意这些问题
如果生活和工作场所附近建有变电站，我们需要注意以下几个方面的问题：
（1）安全距离
按照国家相关规定，10kV-35kV的变电站要与居民住宅正面安全距离保持在12米以上，侧面距离在8米以上；35kV以上的变电站与居民住宅正面安全距离15米以上，侧面12米以上。因此，生活和工作场所附近有变电站时，需要注意与变电站保持足够的安全距离。
（2）光污染防范
为了安全起见，变电站内需要24小时开灯，近似于探照灯光源。如果居住地距离变电站较近，在夜晚期间，这个灯光可能会影响睡眠，在面对变电站一侧的窗户最好选择加厚窗帘。
（3）安全意识
变电站内的设备处于24小时运行状态，尤其在夏季温度较高、用电量大的时段，变电站内设备发热严重，有发生火灾或爆炸的可能。如发现变电站内存在异常情况，尽快联系相关部门处理，以防事故对人身或财产造成损失。（来源：科普中国——科学辟谣）
流言：
我们现如今的生活便利，有很大一部分功劳都要归功于“电”。无论是多么高端的家用电器，还是家里设计考究的灯光设计，甚至是我们时刻离不开的手机，没有了电，都玩不转。电是哪儿来的呢？发电站；那么发电站发出来的电，是如何源源不断地输送到我们的家里和办公室呢？你可能要说，是电线呗！其实，在这个过程中，还有一个不可替代的角色，就是送变电站。一说到这儿，很多人就恍然大悟了：怪不得那个谁说，他家附近就有一个变电站，弄得心里疙疙瘩瘩的，尤其是变电站会产生辐射和噪音，这都打算搬家了！这个担忧，有必要吗？
真相解读：
01 变电站分为发电侧和用电侧两种 电力输送高速路的入口和出口
自19世纪70年代以来，电能的使用逐渐渗透到生活的方方面面，使人类社会从“蒸汽时代”迈入“电气时代”，掀起第二次工业革命的浪潮。相比其他形式的能源，电能具有易于产生、便于传输、使用方便以及污染少等优点，在世界各国的经济发展中都占有十分重要的地位。
经过百余年的发展，电力系统已日趋成熟，其主要由发电、输电、变电、配电和用电五部分构成，其中的变电功能主要由变电站完成。变电站主要起到调整电压、控制电能流向的作用，是电力系统的重要组成部分之一。变电站从功能上，又可大体分为发电侧变电站和用电侧变电站两类。
发电侧变电站是连接发电厂与电力传输线的中间环节，而在用电侧，变电站是连接电力传输线与用户的中间环节。众所周知，电能的传输效率与电压等级息息相关，电压越高，电能传输过程中的损耗越小，因此，发电侧变电站的主要职责是将发电机电压提高至传输电压。在我国，传输电压一般为220kV、500kV甚至更高，过高的电压不能直接被用户使用，用电侧变电站的主要作用就是将传输电压降低至家家户户能够使用的电压。在我国，用户使用的电压一般为10kV、380V或220V。
如果将电力传输线比作高速公路，那么电能就可以看作是高速公路上行驶的汽车，发电侧变电站就相当于进入高速公路的收费站，车辆进入高速收费口后才能快速行驶，同理，电能经过发电侧变电站后才可以大量、快速地传输。车辆想要进入市区，必须要驶出高速公路才可进入大街小巷，所以用电侧变电站就相当于离开高速公路的收费站，传输电压经过用电侧变电站降低电压后，才能给到各用户使用。
在我国，发电厂一般坐落在距离市区较远的地方，而发电侧变电站需将发电机电压快速抬升至传输电压，因此，发电侧变电站一般与发电厂合建在一起，市区居民难以见到。城市内能够看到的，几乎全部是用电侧变电站，现阶段，我国绝大部分城市的变电站都建设在室内。与其他建筑物相比，变电站四周一般有围栏防护，防止非专业人员靠近，墙上会有“高压危险，请勿靠近”字样。另外，与居民区或写字楼相比，变电站的窗户数量少、面积小。
02家附近就有变电站？ 这玩意离远了还真不行！
变电站需要根据用户用电量以及电力部门的规划建设而选址，一般情况下，工厂、写字楼以及居民区附近都需要建有变电站。变电站就如同家里的无线路由器一样，当离开一定的距离后，wifi信号就会消失，变电站也有一定的覆盖区域即供电半径，超过了这个供电半径，受制于电 压衰减、损耗等原因，就无法保证电能的有效供应了。
在市区用电集中的地方，一座110kV的变电站的供电半径一般只有5公里左右；而对于大型机场、医院、高铁站等用电强度大、稳定性要求高的场所，通常还会再建设一座专门的变电站为其供电。另外，根据电网规划，在一定区域内还需要设置多个互为支持的变电站，以保证人民群众的供电稳定。因此，城市内变电站的建设受到用户用电量以及供电半径的制约，是无法随意远离用户的，建在居民区附近也是正常现象。
03变电站的电磁辐射低于手机 噪音强度等同于低声说话
变电站对人们日常生活的影响主要体现在两个方面，分别是电磁辐射和噪音。影响电磁辐射最关键的因素在于频率，频率越高，电磁辐射范围越大，传输距离越远。而我国变电站的电能频率为50Hz，在电磁辐射领域属于极低频率，辐射范围非常小，即变电站的电磁辐射随距离增加急剧减小。因此，即便是长期在变电站内值班的工作人员，只要在国家规定的安全距离之外，变电站带来的电磁辐射还没有随身携带的手机电磁辐射强，健康也不会受到电磁辐射的影响。
对噪音而言，我国规定所有市区变电站在安全距离之外的白天噪音不超过55分贝，夜间噪音不超过45分贝。这是个什么概念？55分贝与人正常说话声音相当，45分贝属于低声说话水平，而在市区繁忙道路白天的汽车噪音水平一般可达80分贝以上，因此，变电站的噪音对日常生活也几乎没有影响。
除电磁辐射与噪音外，变电站还存在火灾、爆炸等安全问题。我国对于不同类型的变电站的防火与防爆均有严格规定，只要严格按照国家规定建设的变电站，其内部万一出现火灾或爆炸等事故，均不会对周围居民区产生影响。综上，变电站就是城市内绿色、稳定的供电电源，千万别再把它当做洪水猛兽，拒之千里啦！
04附近有变电站 注意这些问题
如果生活和工作场所附近建有变电站，我们需要注意以下几个方面的问题：
（1）安全距离
按照国家相关规定，10kV-35kV的变电站要与居民住宅正面安全距离保持在12米以上，侧面距离在8米以上；35kV以上的变电站与居民住宅正面安全距离15米以上，侧面12米以上。因此，生活和工作场所附近有变电站时，需要注意与变电站保持足够的安全距离。
（2）光污染防范
为了安全起见，变电站内需要24小时开灯，近似于探照灯光源。如果居住地距离变电站较近，在夜晚期间，这个灯光可能会影响睡眠，在面对变电站一侧的窗户最好选择加厚窗帘。
（3）安全意识
变电站内的设备处于24小时运行状态，尤其在夏季温度较高、用电量大的时段，变电站内设备发热严重，有发生火灾或爆炸的可能。如发现变电站内存在异常情况，尽快联系相关部门处理，以防事故对人身或财产造成损失。（来源：科普中国——科学辟谣）
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