核心概念
物理
热
太阳
材料
引言
你有没有在阳光明媚的夏日走过大型停车场，感觉自己像在烤箱里一样？那是因为沥青在阳光下变得非常热！街道、建筑物和停车场会变得非常热，以至于它们将城市地区的平均气温相对于周围的农村地区提高了数度。你认为天然材料也会在阳光下升温吗？还是只有人造材料会这样？试试这个活动来找出答案！
背景
太阳距离地球约 9300 万英里（1.5 亿公里）。但由于其表面非常热（约 10,000 华氏度），我们在地球上受益于它辐射的光——没有它，人类就无法生存。我们的太阳辐射的光携带能量，其中一部分在到达表面时被吸收并转化为热。这就是为什么阳光下的地方比阴凉处感觉更温暖的原因。另一部分光被反射。这部分光使表面在阳光下看起来更亮更白。
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地球表面覆盖着水、土壤、岩石、冰雪以及大量人造材料，如混凝土。当这些表面暴露在阳光下时，它们会升温。这个过程需要时间——并且有些材料，如水，需要比其他材料（如土壤或岩石）更多的阳光才能升高几度。一旦升温，这些表面就会释放热量，从而加热它们上方的空气。这个过程也是循序渐进的，有些材料（包括水）比其他材料（如土壤或岩石）保持热量的时间更长。这种差异通常使沿海地区的气候比内陆地区更加温和。但其他自然因素，如树木和植物，也调节着空气温度。植物从地下吸收水分并蒸腾（向空气中释放水分），这就像一个天然的空调。
许多因素决定了材料在阳光下升温的程度以及它们如何释放这种能量。在这个活动中，您将亲自测试一些材料。
材料
晴朗的一天
金属丝（约一米长）
部分阴影的室外区域，至少有两种不同的地面覆盖物（泥土、草地、岩石、混凝土等）
准备
在地面上找到阳光区域与阴影区域交汇的线。将您的金属丝放在这条线上。
步骤
在阴影中迈出一大步。这个特定地点的地球表面覆盖着什么？
在阳光下找到一个表面覆盖着相同材料的地方。选择一个距离阴影区域至少一大步远的地方。阳光下的地点与阴影下的地点相比看起来有什么不同？你认为这是什么原因？
你认为这些地点感觉也会不同吗？
小心地用手触摸这两个地方，比较它们的感受。其中一个感觉比另一个更温暖吗？如果是，哪个感觉更温暖？这会是什么原因？
如果可能并且您获得许可，在每个地方挖起约一英寸的表面材料，感受其下层。这可能在某些地点或某些材料上行不通。（例如，您不应该在公园挖洞，也不能在混凝土中挖洞。）
对于阳光下的材料，表面和下层感觉相似还是其中一层更温暖？您在阴影下的材料中注意到相同的发现吗？
寻找不同的材料。你能否找到一个地点，其中表面在阴影下覆盖着这种材料，而另一个地点在阳光下覆盖着这种材料？如果是这样，这些地点看起来有什么不同吗？它们感觉也不同吗？
如果可以，请用第三种材料重复此项调查：包括水、土壤或其他天然材料！
你看到规律了吗？为什么会发生这种情况？
回到您放在阴影边缘的金属丝。您能看到阴影的边缘是如何移动的吗？如果它没有移动，请等待 10 分钟然后回来。为什么阴影的边缘会移动？
根据阴影移动的方向，您现在有了一个新的阴影区域，该区域最近在阳光下，反之亦然。调查此区域的外观和感觉，与长期处于阳光下或阴影下的区域相比。您注意到任何差异吗？
额外内容：如果您发现了规律，下次您在公园、游乐场或室外运动场时，在更多材料上测试它——或者在室内重复该步骤。是否发生相同的差异？为什么会这样或为什么不这样？
额外内容：将装有水、泥土和/或鹅卵石的杯子放在阴凉处，并将相同的杯子放在阳光下。调查阳光下的材料与阴凉处的材料相比，外观和感觉如何。请注意，您不能通过用手触摸来比较两种不同材料（例如，岩石和泥土）的温度，因为相同温度的不同材料感觉可能非常不同。您可以比较放置在阳光下和阴影下的相同材料，或使用红外温度计来比较不同材料的表面温度。
额外内容： 尝试找出颜色与材料在阳光下升温程度之间是否存在关联。深色土壤或鹅卵石比浅色土壤或鹅卵石升温更多、更少还是大致相同？深色和浅色水泥呢？
额外内容： 查找有关城市热岛效应以及城市如何努力应对它的信息。您能设计一个小规模测试来调查这些想法是否可行吗？
观察和结果
阳光下的材料看起来更亮更白吗？它们也感觉更温暖吗？
我们的太阳辐射光；其中一部分到达地球。当这种光线照射到土壤、鹅卵石、草地、水泥或覆盖我们星球的任何其他材料时，一部分光线会反射回来。这种反射光使材料看起来更亮更白。另一部分光被吸收或吸入材料并加热其表面。这就是为什么当您触摸时，阳光下的材料感觉更温暖的原因。温暖的材料加热了周围的空气，空气也开始感觉更温暖。
也许您注意到一种材料在阳光最初照射后只稍微变暖了一点——过了一会儿变得更温暖。升温是一个需要时间的过程——就像阳光下的材料移动到阴凉处时，它会逐渐冷却一样。
有些材料，如水泥、深色岩石甚至沙子，在阳光下放置一段时间后会变得非常热。水也会变暖，但它需要更长时间地停留在阳光下才能升高相同的温度；它也比土壤或水泥冷却得更慢。
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