大气为什么逃不出地球13

【分类】地球
【答案】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
我们把一个物体从地面向空中抛去，那么重力会使它向上运动的速度逐渐变慢，直到在某一高度、某一瞬间向上运动的速度等于零时，它就会回落到地面
但是，重力的大小不是固定不变的，它会随着高度的增加而与距离的平方成反比而迅速变小
通过计算知道，如果向上抛的速度达到每秒11.2公里时，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小，但由于这种引力也同时在不断变小，以致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公里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的运动之中
它们运动的速度各不相同，甚至相差很大
比如氧分子在高温状态下的乎均运动速度是每秒0.5公里；氢分子的质量是氧分子的十六分之一，所以氢分子的平均运动速度是氧分子的4倍
但是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，有的运动速度就超过了每秒11.2公里，当然这只占极小的一部分
在低层大气中，由于分子密度极大，它们在运动中经常会相14互发生碰撞，运动速度就会慢下来
所以，即使原是一些速度快的分子实际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很
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，最终便告别地球
说到这里，我们已经知道，地球大气层是会漏气的
但漏掉的主要是氢、氦等最轻的分子
怪不得今天地球大气层中的氢、氦那么少
氧、氮是比较重的分子，它们分布在大气低层，自从氧、氮在地球上形成以后直到现在，并没有逃跑掉多少，所以地球大气层中99%是由这两种气体组成的

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