知道你性急，我先说结论：是“真空”，但并不是什么都没有

知道你不耐烦，我先总结一下：是“真空”，但也不是什么都没有。

地球的大气层

我们每时每刻都在呼吸空气。 如果我们无法呼吸，人和动物就会死亡，植物就会枯萎。 空气对我们如此重要，但也是最容易被忽视的东西。

大气层并不是地球独有的。 太阳系中的所有行星都在某种程度上有自己的大气层。 就连我们一直认为“真空”的月球，也有一些稀薄的大气层。 在地球海平面，每立方厘米大约有10^19个气体分子，而月球表面大约有10^6个分子。 看似很多，但也算是非常不错的真空了。

在地球大气中，干燥状态下按体积计大约含有78.09%的氮气、20.95%的氧气、0.93%的氩气、0.04%的二氧化碳和极少量的其他气体。

地球大气层云层中含有大量水

当然，地球大气层并不干燥，所以空气中仍然混有0.25%（质量）的水蒸气。 水蒸气的浓度因温度而变化很大。 在最冷的地方，空气中水蒸气的体积浓度只有10ppm左右，而在炎热潮湿的地方，体积浓度可达5%，所以我们会说空气潮湿到可以扭曲。 。 从水里出来吧。”

地球上的大部分空气以分子状态存在。 氮是由两个氮原子共价组成的分子。 氧也由两个氧原子共价组成。 二氧化碳分子有两个氧原子和一个碳原子，水分子是由两个氢原子和一个氧原子结合而成。 氩气则不同。 它是一种惰性气体，不能与其他原子结合形成分子，因此它的行为类似于单氩原子气体。

为什么有气氛？

中学生将了解到物质有三种主要形式：固体、液体和气体（当然还有其他特殊形式如凝聚态、等离子体等）。 在不同的条件下，物质大多在这三种形式之间转化。 例如，水通常是液体。 随着温度降低，它会变成固体冰； 当温度升高时，它会蒸发成水蒸气（不是云或雾，而是小水滴。水蒸气是由单个水分子组成的气体。你看不到它）。

水有固态、液态、气态三种状态，其他物质也是如此

太阳系形成之初，太空中存在大量的氢、氦和一些固体物质。 这些物质聚集在一起，形成了一颗行星。 在地球上，重元素下沉，轻元素上升，其中包括一些气态物质。 尽管气态物质很轻，但它仍然具有质量。 在重力的影响下，气体会包裹在行星表面形成大气层。

大气层也是分层的，较轻的氢和氦位于大气的最外层，而较重的氦、氧和二氧化碳则最接近行星表面。

同样受到重力的影响，空气的密度会随着海拔的升高而逐渐减小。 在距离地球表面100公里的高度，空气变得极其稀薄，接近真空状态。 在这个高度，飞机的机翼完全没有作用，所以100公里被称为“卡尔曼线”。 在它上面就是我们常说的空间，空间里也有一些空气分子。

飞机只能在空中飞行

空气分子

我们空气中除了少量的水蒸气外，其他分子基本上都是非极性分子。 认识到这一点很重要，因为它决定了分子之间的力的关系以及它们之间保持的距离。

氮分子和氧分子都是非极性分子

我们之前已经介绍过，氮、氧以及极少量的氢、氦都是由两个相同的原子组成的。 这两个原子具有相同的获得和失去电子的能力。 因此，当它们形成分子时，整个分子不会暴露于外界。 显示极性； 二氧化碳也是非极性的，因为它有一个碳原子夹在两个氧原子之间，并且三个原子位于同一轴上。

分子的极性

空气中的分子受到地球引力的影响，导致它们下沉并聚集在一起； 同时，气体分子之间存在着一种相互作用力——范德华力。

那么，气体分子能否无间隙地相互粘着呢？ 才不是。 范德华力有一个奇特的现象：当两个分子之间的距离大于0.6纳米时，它们的相互作用力接近于0；当两个分子之间的距离大于0.6纳米时，它们之间的相互作用力接近于0。 当距离小于0.6纳米时，它们会相互吸引； 而当两个分子足够近，它们之间的距离为0.4纳米时，它们又会相互推开。 这是因为分子表面不存在极性。 它的表面全部带负电，并且像分子一样相互排斥。 因此，非极性空气分子不会粘在一起。 我们知道氧分子的尺寸约为0.346nm，氮分子的尺寸约为0.364nm。 因此，空气分子几乎是互相“牵手”，但当它们保持一臂距离时空气的成分，它们就会互相推开，永远不会粘在一起。 “社交距离”保持得很好。

由于电荷相互排斥，空气分子“保持社交距离”

空气分子之间是什么？

现在您知道空气分子之间存在距离，那么空气分子之间的距离是多少？ 这是一个“真空”。

您可能已经注意到我在真空周围加了双引号。 因为绝对真空实际上并不存在，它只表达了一般含义。 大气层中海拔100公里的“卡尔曼线”以上的空间称为真空，国际空间站海拔400公里的称为真空，月球表面也称为真空。 事实上，这里存在气体分子。

那么，为什么气体分子之间的真空不是真空呢？ 因为理论上这并不是什么都没有。

太空中充满了各种粒子和射线

科学家计算出，每秒有650亿个太阳中微子穿过地球表面每平方厘米。 这些中微子是从太阳中心产生和发射的，并以接近光速的速度到达。 地球以及整个地球，它们都是中性粒子。 因此，在任何时刻，地球表面每立方厘米空间至少存在22个太阳中微子，而宇宙中微子的数量可能会更高。 只是中微子的数量与数十亿个空气分子的数量相比是微不足道的。

真空中充满中微子

光子算数吗？ 光子具有波粒二象性，但严格来说它是波而不是粒子。 光子的大小为0，静止质量为0。因此，空气中虽然有无数的光子，但它们并不是有形的粒子。 所以我们说空气分子之间存在电磁波。