手電筒照向天空,當關閉電源後,光線是會消失還是會繼續傳播?

网瘾少女 2022/01/11 檢舉 我要評論

我們都知道打開手電筒後會看到一束光線投射出來,那麼問題來了,如果關閉手電筒的話,光線到底是消失了,還是在繼續傳播呢?

其實這個小實驗,大家可能嘗試過無數次,不過目前應該還沒有弄清楚消失的光線到底是否存在,事實上,這個問題的答案需要用到物理學上的知識。

首先要了解光到底是什麼? 光是物理學名詞,它可以在空氣、水、真空中等多種介質中傳播,而且光可以在均勻的介質中沿著直線傳播。不過根據愛因斯坦的相對論發現,因為光會受到物體的強引力場的影響,所以光的傳播路徑會發生反射、折射、衍射等現象。

最先討論光的本質是羅馬科學家盧克萊修,它最早提出光是一種極小微粒的概念,這也為光的微粒說奠定了理論基礎。不過前人都在討論並總結光學規律,並沒有上升到研究光的本質層面。但直到20世紀初,光的本質才有了特定的概念,物理學家們將光的本質定義為是一種處于特定頻段的光子流,主要是通過電子收到激發後產生的現象。

但你知道光怎麼才能夠被人類看見嗎?這其中肯定少不了光源的協助,宇宙中只要能夠自行發光且正在發光的物體都被稱為光源,而光源中的電子可以獲得額外的能量,主要是以電磁波的形式釋放能量。這和太陽光釋放能量的方式如出一轍,都是通過電磁波的形式釋放能量。光源還可以分為自然和人造光源,就像太陽,電燈都是光源。

其實手電筒發光和人類能夠在白天看到物體的原理一樣,都是源自受激輻射,這是因為有外部的能量攝入,發光體就會主動吸收能量,然後釋放出大量的高能電子。而人類看到的物體是通過光子反射傳遞到人的眼睛中。

如果晚上打開手電筒會出現一束光線,然後會在牆壁上發現一道亮光,這是因為釋放出一連串的光子,很快就被折射到牆上,緊接著牆上的外電子釋放,所以就可以看到手電筒直射在牆上的光。但要是將光線射向了夜空,一部分光子會被空氣吸收,雖然光在理論上是可以無限傳播下去,但是光最終可以傳播到哪裡呢?答案是在真空中,這是因為光大概可以傳播一百億光年以上,而且只要是不遇到物體,就可以一直傳播。但是真空中會隨機產生一些不明物質,如果在傳播中碰到這些物質的話,傳播會受到極大的影響。

此外當人類關閉手電筒時,就再也看不到任何光線,不過這也要根據不同的情況具體分析。一旦發光源消失,光子就會被低速物體所吸收,很難繼續發射出新的光子。但如果是處在真空中關閉光源的話,只要遇不到阻礙,即使已經關閉了光源,發射過的光子也就會一直傳播下去。也就是說,光子並不會憑空消失,它是一種能量釋放,目前看不見它,只是因為被其他電子吸收再釋放。

事實上不考慮任何能量衰減的情況,光的傳播也會受到一定的阻礙,這是因為宇宙中並不是一望無際的,人類看到的星星,通過科學儀器觀測到的星球,都可能會與光發生碰撞,進而導致能量損耗,所以光也不可能一直傳播下去到宇宙的盡頭。

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