首先答案很明確，火可以形成陰影，這個現(xiàn)象在我們小時(shí)候上課點(diǎn)蠟燭時(shí)都有見過，但原因可能不是你想的那樣。我之前有看過其他的解釋，如：火焰的光線阻擋或散射了其他光，使其無法穿過？還有火焰是等離子體，光子無法穿過帶電粒子？下面就說下火焰的陰影是怎么形成的。下面這個圖，肯定是哪里出了問題，看完你就知道了！

我們先說下陰影是什么？

當(dāng)光束照射到物體上時(shí)，如果一部分（全部）光被物體本身阻擋或被改變方向，那么就會形成陰影。陰影區(qū)域其實(shí)就是光束中光線比其余部分少的區(qū)域。這個較暗的區(qū)域往往傾向于呈現(xiàn)阻擋或改變光線方向的物體的形狀，所以我們就會誤認(rèn)為陰影是由阻擋光線的物體投射或創(chuàng)造的。有了這個概念，那么為了讓火形成陰影，火就需要以某種方式阻擋或改變另一束光的方向。

如果條件合適，火災(zāi)會有明顯的陰影。

火焰形成陰影的原因

傳統(tǒng)的火焰可以阻擋或改變光線的方向，原因很簡單，因?yàn)樘細(xì)浠�合物火焰不僅僅是一根光柱。而是由這么幾個部分組成：燃燒過程中的碳?xì)淙剂戏肿雍脱鯕夥肿印⑸倭堪肴紵�的燃料和雜質(zhì)（稱為煙灰或煙）、燃燒過程中產(chǎn)生的二氧化碳和水蒸氣。

我們在火焰中看到的光主要是由固體煙塵產(chǎn)生的�；鹧嬷械臒峥諝夂椭車�較冷空氣之間的界面會使光的傳播方向發(fā)生彎曲。這種光線在不同材料界面上的偏轉(zhuǎn)叫做折射。這和透鏡對光的聚焦效果是一樣的。因此，由于火焰含有熱空氣這一簡單的原因，它能夠使光束中的一些光發(fā)生偏轉(zhuǎn)，并投射出自己的影子。而且熱空氣有湍流上升的趨勢，因此，熱空氣產(chǎn)生的陰影看起來就像一群舞動的漣漪。此外，火焰中的煙灰也會吸收部分光線，因此也會形成火焰的陰影。至于光子無法穿過等離子體，確實(shí)是有些影響，但影響不大，這不是主要的原因。

怎樣讓火焰的陰影更加明顯

要真正看到火的影子，那么經(jīng)過火的光束（如陽光）就必須和火本身產(chǎn)生的光一樣亮或著比其更亮。否則，火所產(chǎn)生的光會向四面八方擴(kuò)散，壓倒并填補(bǔ)另一束光所產(chǎn)生的任何暗淡的區(qū)域。例如，用微弱的手電筒照一堆熊熊燃燒的篝火，你就看不到火的影子。此外，火焰越小越冷，煙灰越少，它吸收和折射的光就越少，因此陰影也就越淡。

這也就造成了，當(dāng)你猛地一想火有陰影？感覺這個印象很模糊，因?yàn)樗�確實(shí)是有時(shí)有，有時(shí)沒有，這跟特定的環(huán)境有關(guān)系。為了達(dá)到最好的觀察效果，我們應(yīng)該使用明亮的光束，如直射的陽光，以及有大量熱量和煙塵的火，才能看到比較深的陰影。

火焰有陰影不是因?yàn)楣庾拥南嗷プ饔?/h1>

需要注意的是，火可以有陰影，不是因?yàn)榛鹧姘l(fā)出的光散射了入射的光，或者認(rèn)為火焰中的光擠走了入射的光！在基本層面上，一束光不能與另一束光直接相互作用。光束不會直接相互反射、相互吸收或相互偏轉(zhuǎn)。

這是因?yàn)楣馐怯煞Q為光子的量子粒子組成，而光子本質(zhì)上是玻色子。所有的玻色子都能互相重疊，互相穿過，并在完全相同的位置占據(jù)完全相同的量子態(tài)。這也是因?yàn)楣庾蛹炔粠щ姾�，也不帶磁矩。電磁場（例如那些�?gòu)成光的電磁場）只能與攜帶電荷或磁矩的物體相互作用。光本身沒有任何電荷或磁矩，所以一束光不能以任何方式直接影響另一束光。

請注意，一束光可以通過更奇特的效果來間接地偏轉(zhuǎn)另一束光，這屬于高能物理的范疇，這種效果在傳統(tǒng)的化學(xué)火焰中不存在�；鹂梢杂嘘幱�，因?yàn)樗鼈兒�有熱空氣和煙塵，而不是因?yàn)榛鹧婧�有光�?/p>

聯(lián)想到一道物理習(xí)題：如圖所示，一塊玻璃磚內(nèi)有一個凸形空氣泡，一束平行光垂直射向玻璃磚側(cè)面，通過玻璃磚后，光線將（ ）

A.仍然平行 B.會聚 C.發(fā)散 D.無法確定

這個問題看著簡單，但用常規(guī)方法可以說是無解，必須采用特殊的方法才能得到答案。下面給出兩種特殊方法，供參考。

方法一：添補(bǔ)法

設(shè)想用玻璃將玻璃磚中的空氣泡填補(bǔ)上（相當(dāng)于增加一個凸透鏡），不難想象，平行光垂直穿過玻璃磚依然是平行光。但這是在增加了一個凸透鏡之后得結(jié)果，而凸透鏡對光有會聚作用，也就是說，經(jīng)添加的凸透鏡會聚后才平行，可見，將添加的凸透鏡去掉，光線勢必變得發(fā)射。

方法二：分割法

將玻璃磚沿空氣泡豎直切割開，就變成兩個凹透鏡，凹透鏡對光有發(fā)散作用，所以，平行光通過凹透鏡必然被發(fā)散。

可見，含有凸形的空氣泡的玻璃的作用相當(dāng)于凹透鏡�；仡^看火焰，將周圍空氣加熱，在火焰周圍形成一個凸形的低密度空氣區(qū)，與上面的習(xí)題一樣，這個低密度區(qū)就相當(dāng)于凹透鏡一，通過這個低密度區(qū)的太陽光被發(fā)散，光線就會變?nèi)酰�被照射到的地方比周圍就要暗一些，也許這就是題主說的火焰的影子吧！大家可以拿一個凹透鏡（近視鏡），對著太陽光試一下，在地面上能明顯的看到一個比周圍陰暗的區(qū)域。

不好意思，有圖有真相——我們先來看一幅實(shí)驗(yàn)拍攝的照片，來判斷一下火是不會形成陰影的呢？

“火影”是不存在的？

看了上面的圖片是不是可以得出結(jié)論：火是沒有影子的？

陰影是由于物體擋住了入射輻射（或散射入射的輻射，防止其沿直線連續(xù)傳播）而透射在背景上形成的無光區(qū)。

這個結(jié)論表面上可能是對的，但從最嚴(yán)格的意義上來說也是不對的。

火焰是等離子體-氣體的混合物，具有高溫。物質(zhì)在火焰中分解交換電子形成等離子體——即電子和失去電子的原子的混合物，電子和離子的復(fù)合會導(dǎo)致發(fā)光。一些火焰（尤其是黃色火焰）也包含一些小顆粒（例如煙灰）。高溫使得在很寬的波長范圍內(nèi)產(chǎn)生“黑體輻射”，這些輻射有的是可見的，有的是不可見的（大部分是紅外線）。

但關(guān)鍵的情況在于：大多數(shù)情況下，火焰的密度都非常低，因?yàn)樗�的大部分�?gòu)成是氣體，且?guī)缀跏峭该鞯�。這意味著照射火焰的光束大部分會直接通過，雖然某些外來光線的部分波長的輻射可能會被火焰中離子化的物質(zhì)更強(qiáng)烈地吸收而形成陰影，但因?yàn)榛鹧娴拿芏葘?shí)在太低，因此即便有陰影也不大明顯，更不用提只是極微小的某些波段被不部分吸收形成的偏色陰影了（只是某些顏色不見了）。

上圖：嚴(yán)格的說“當(dāng)然，火沒有陰影”是不對的！

火焰（周圍的氣體擾動）也可能形成琢磨不定的影子

實(shí)際上火還是有陰影的，但原因比較復(fù)雜。

我們前面說了，當(dāng)光束的一部分被阻擋或重新定向時(shí)（折射），就會形成陰影。陰影區(qū)域是光束中光束相對較少的區(qū)域。這個較暗的區(qū)域傾向于呈現(xiàn)出阻擋或重定向光線的對象的形狀，因此我們傾向于將陰影視為由攔截對象特設(shè)的輪廓�？紤]到這一概念，為了使火有陰影，火需要以某種方式阻擋或重定向外部光束的一部分。

傳統(tǒng)火焰可以很好地阻擋或重定向光線，原因很簡單：傳統(tǒng)的火焰不僅僅是簡單的點(diǎn)光源。

傳統(tǒng)的碳?xì)浠�合物火焰包含幾個組成部分：

• 正在燃燒的碳?xì)浠�合物燃料分子氧分子（燃燒的核心部分�?br/>

• 半燃燒的燃料和雜質(zhì)（稱為煙灰或煙塵）的少量固體（燃燒的核心外圍）
  

• 燃燒產(chǎn)生的二氧化碳和水蒸氣（燃燒區(qū)域的外圍）
  

• 熱空氣（火焰區(qū)域的最外圍）
  

上圖：由于火焰是一種等離子體，因此火焰是可以導(dǎo)電的。根據(jù)這種性質(zhì)，就可以制造供我們的燃?xì)鉅t用的熄火探測器和其它火焰探測器。

您在火焰中看到的光主要是由懸浮在火焰中不斷產(chǎn)生的固體煙塵發(fā)出的，這些煙塵被加熱以至于它們受熱發(fā)出黑體輻射（原理跟白熾燈實(shí)際上是一樣的——高溫發(fā)出可見光）�；鹧嬷械臒峥諝馀c周圍較冷的空氣之間由于密度的差異，形成某種折射界面，這會使光彎曲遠(yuǎn)離其向前傳播的方向。光在不同物質(zhì)的界面處的這種偏轉(zhuǎn)被稱為折射。這種效果與透鏡聚光的原理相同。因此，由于火焰包含熱空氣的簡單原因，火焰能夠使光束中的某些光線偏轉(zhuǎn)并投射出自己的陰影。熱空氣趨于湍流上升。因此，由熱空氣產(chǎn)生的陰影看起來像一堆舞動的漣漪。而且，火焰中的煙灰可以吸收光，因此也會參與火焰陰影的形成。

上圖：一個有陰影的火焰照片。

為了真正觀察到火的陰影，經(jīng)過火的光束（例如太陽光）必須與火本身產(chǎn)生的光一樣亮或者更亮。否則，由火產(chǎn)生的光會向各個方向擴(kuò)散，它將壓倒并填充外部光源形成的任何暗淡區(qū)域。例如，將微弱的手電筒對準(zhǔn)咆哮的篝火將不會讓人看到火的陰影。而且，火焰越小越?jīng)�，煙灰越少，則它吸收和重定向光線的機(jī)會就越少，因此其陰影就會越暗。根據(jù)設(shè)置的不同，人眼可能會或可能無法用肉眼看到火焰的陰影。為獲得最佳效果，應(yīng)該使用非常明亮的光束，例如直射的陽光，以及帶有大量熱量和煙塵的火。

上圖：如果外來光源太弱，人眼是看不出陰影的。不要被無數(shù)實(shí)驗(yàn)的表象所蒙蔽了。

因此，火可能會有陰影，但這不是因?yàn)榛饘⑷肷涔馐�中的光散射或遮擋了。從根本上講，一個光束不能直接與另一束光相互作用。光束從不彼此直接反射、彼此吸收或彼此偏轉(zhuǎn)。這是因?yàn)楣獗举|(zhì)上由光子這種波色子組成。所有的玻色子都可以相互重疊，相互穿過，并在完全相同的位置占據(jù)完全相同的狀態(tài)。這也是因?yàn)楣庾蛹炔粠щ姾梢膊粠Т啪�，因此不會相互作用。�?gòu)成光的電磁場只能與帶有電荷或磁矩的物體相互作用。如果沒有任何電荷或磁矩與之互動，光不能以任何方式直接影響另一束光。請注意，一束光可以通過改變兩個光束通過的物質(zhì)或通過更奇特的效應(yīng)來間接偏轉(zhuǎn)另一個光束，但是這種效果在傳統(tǒng)的一般的火焰中是不存在的，所以可以不予考慮。

上圖：火焰折射形成的陰影。這種陰影跟前面的那種陰影似乎有點(diǎn)不一樣哦。

總結(jié)一下

火可能帶有陰影，因?yàn)樗鼈儼�含熱空氣和煙灰，而不是因�(yàn)樗鼈儼�含光。但如果在遠(yuǎn)處觀望火焰“陰影”應(yīng)該出現(xiàn)的地方，則肯定會多少看到一點(diǎn)“東西”，更多像是某種飄動的氣體的陰影。這是因?yàn)闊峄鹧娴拿芏鹊陀谥車�空氣的密度，這會導(dǎo)致它的折射率較低，因此會使光線略微彎曲。于是，小團(tuán)火焰（如蠟燭的火焰）相距很遠(yuǎn)的點(diǎn)光源的陰影實(shí)際上會在火焰周圍顯示出一個暗區(qū)，這是由于折射而不是吸收引起的。這也算是光的陰影吧！

什么是火？火是不是一種物質(zhì)？火的本質(zhì)是什么？大家對火都跟熟悉，但對火的本質(zhì)都未必會了解透徹。廣泛意義上的火就是通過化學(xué)反應(yīng)，劇烈釋放能量，并放出光和熱。一般意義上的火就是我們常見的火，就是可燃物和氧氣進(jìn)行劇烈反應(yīng)并發(fā)出光和熱。一般可燃物包括煤炭，石油產(chǎn)品，天然氣，樹枝，干草，干莊稼，煤氣，酒精，蠟燭等含碳物質(zhì)�；鸬谋举|(zhì)就是含碳物質(zhì)，在高溫下，吸收能量，打開碳碳鍵，碳?xì)滏I等，然后碳氧結(jié)合生成碳氧鍵，主要是二氧化碳(氧氣充分的情況下)，和水等氧化物，同時(shí)釋放光和熱，其實(shí)光就是熱，熱就是光，熱的實(shí)質(zhì)就是紅外線，也是光，只是我們?nèi)庋劭床坏蕉�已。光呢，根�?jù)燃燒的劇烈程度，顏色是不一樣的，越弱的燃燒，發(fā)出的光越趨向紅色，溫度越低，越劇烈的燃燒，光越趨于藍(lán)色，溫度越高。我們看到的火就是可燃物燃燒的時(shí)候發(fā)出來的光和熱，還有，因?yàn)槿紵�形成火的周邊溫度迅速上升，空氣膨脹，空氣密度降低而形成的�?qiáng)烈的上升氣流，這些綜合現(xiàn)象，就是我們常見的火。現(xiàn)在回答問題，為啥火有影子？一是，空氣膨脹，密度降低，光通過火焰的時(shí)候發(fā)生折射。二，摸摸農(nóng)村里的灶臺鍋底，或者看看農(nóng)村燒柴做飯時(shí)的煙筒，會有大量的黑煙冒出，那就是沒有充分燃燒的碳，或者灰分，在上升氣流的裹挾下，從火焰中升到高空，這些物質(zhì)基本都是黑色，黑色是吸收光線的，光線穿透不過去，就形成了影子，我們?nèi)庋劭床坏交鹄锏倪@些物質(zhì)，其實(shí)含量不少，你可以點(diǎn)燃一根蠟燭試試，拿塊玻璃，放到蠟燭火焰上面，玻璃迅速就被熏黑了。

任何一種光束，在傳輸過程中，都有損耗，任何一個物體，都會遮擋光‘束，所謂的影子，就是物體遮擋了光束，產(chǎn)生的陰影區(qū)，

火苗也是一個物體，也可以是一個物質(zhì)，因?yàn)樗�是有密度的，怎么個密度？需要好多的公式和行業(yè)術(shù)語，在這里不說了，能明白這個基本道理就行，所以，火苗產(chǎn)生了遮擋，它是半透明的，包括一張透明玻璃，也會產(chǎn)生，陰影，因?yàn)椴ＡР皇墙^對透明，大家可以做個實(shí)驗(yàn)

火有質(zhì)量所以有陰影。

這要看誰照亮了誰？

火焰確實(shí)可以形成陰影，但原因可能不是大多數(shù)人想的那樣。當(dāng)光的一部分被物體阻擋時(shí)，物體就會在光源的背后投下影子。陰影區(qū)域并非沒有光，只不過那里的光相對較少。這個較暗的區(qū)域會呈現(xiàn)出投影物體的形狀，所以我們認(rèn)為陰影是由物體產(chǎn)生的。有了這個概念，為了讓火產(chǎn)生影子，這就需要火以某種方式阻擋光的一部分。

傳統(tǒng)的火焰可以阻擋光線，原因很簡單，因?yàn)閭鹘y(tǒng)的火焰不僅僅是一根光柱。傳統(tǒng)的碳?xì)浠�合物火焰包含幾個組成部分：燃燒過程中的碳?xì)浠�合物燃料分子和氧氣分子，少量半焦固體燃料和雜質(zhì)（煙塵），燃燒產(chǎn)生的二氧化碳和水蒸氣、光以及熱空氣。

我們在火焰中看到的光主要是空氣中的固體顆粒加熱到一定程度，然后就會因?yàn)闊霟岫�發(fā)光�；鹧嬷袩峥諝夂椭車�較冷的空氣之間存在密度差，在它們的交界處往往會使光線偏離其正向傳播的方向。

在不同材料的交界面上，光的偏轉(zhuǎn)被稱為折射，這和使透鏡聚焦光線的效應(yīng)是一樣的。因此，火焰中含有熱空氣，它能夠使光發(fā)生偏轉(zhuǎn)，并投射出它自己的影子。熱空氣的上升非常劇烈，所以由熱空氣產(chǎn)生的陰影看起來就像舞動的波紋。此外，火焰中的煙灰可以吸收光線，這也有助于產(chǎn)生火焰的陰影。

想要真正看到火的影子，照射到火的光（如陽光）必須要與火本身發(fā)出的光一樣明亮或比它更明亮。否則，火焰所產(chǎn)生的光向四面八方擴(kuò)散，將會覆蓋或填滿其他光源產(chǎn)生的較暗區(qū)域。例如，在熊熊燃燒的篝火上指著一個微弱的手電筒，我們就無法看到火焰的影子。

此外，如果火焰越小越冷，它的煙塵越少，吸收和偏轉(zhuǎn)的光線也越少，因此它的陰影就會越暗。為了達(dá)到最好的效果，所需的光源要足夠明亮，比如直射的陽光，以及能夠產(chǎn)生大量熱量和煙灰的火焰。

請注意，火可以產(chǎn)生陰影不是因?yàn)槿肷涔馍⑸淞嘶鹧嬷械墓�。一般情況下，一束光不能直接與另一束光相互作用。光與光之間不會直接相互反彈，相互吸收，或相互偏轉(zhuǎn)。這是因?yàn)楣庥杀环Q為光子的量子粒子組成，它們本質(zhì)上是玻色子。所有的玻色子都能相互重疊，相互傳遞，在相同的位置占據(jù)相同的狀態(tài)。這也是因?yàn)楣庾蛹炔粩y帶電荷，也不攜帶磁矩。構(gòu)成光的電磁場只能與攜帶電荷或磁矩的物體相互作用，如果沒有任何電荷或磁矩與之相互作用，那么，兩束光之間不會產(chǎn)生之間影響�？傊�，火有陰影，因?yàn)樗鼈儼�含熱空氣和煙灰，而不是因�(yàn)樗鼈兒�有光�?/p>

火也是物質(zhì)的，光通過火時(shí)也有損耗，光子也與火中的粒子碰撞，所以火也會留下陰影。

這么跟你說吧，太陽黑子也是發(fā)光體。但是跟太陽表面其他部分比起來，溫度低，亮度低。