1

在夜晚,如果用手電筒對著天空照射,我們可以看到一束光飛向遠(yuǎn)方。如果手電筒只打開了一秒時間就關(guān)掉,那么,光去哪里了呢?光消失了,還是繼續(xù)傳播呢?

事實上,手電筒發(fā)出的光并沒有消失,而是以每秒將近30萬公里的光速不斷前進。我們看不見不代表就不存在,那些朝著宇宙方向傳播的光不會再進入到我們的眼睛中,所以我們是看不見的。

手電筒產(chǎn)生的光子可以穿過地球大氣層,進入宇宙中。宇宙空間十分空曠,這些光子能在空間中不斷自由傳播,直至遇到其他物體被吸收。如果光子沒有被吸收掉,它們在宇宙中永遠(yuǎn)也不會消失。

由于光在1年的時間里會前進1光年的距離,太陽系半徑為1光年,所以只要1年的時間,這些光子就會飛出太陽系。數(shù)萬年之后,光子會飛出銀河系。再經(jīng)過漫長的時間,光子將會去往更加遙遠(yuǎn)和廣闊的星系際空間,到達(dá)其他遙遠(yuǎn)的河外星系。除非這些光子進入黑洞之中,在黑洞極端彎曲的空間中無法逃脫出來,否則沒有任何天體的引力能夠束縛住光子。

光是電磁波,本質(zhì)上是交互變換的電磁場。光在真空中傳播不需要能量來維持,它們始終會保持光速,因為光子沒有靜止質(zhì)量,不會與希格斯場發(fā)生相互作用,所以速度不會從光速降下來。

正因為如此,我們在地球上可以接收到來自于138億年前的光子——宇宙微波背景輻射,它們是宇宙中第一批能夠自由傳播的光子,產(chǎn)生于宇宙大爆炸之后38萬年。只是這些光子無法通過肉眼看到,因為空間結(jié)構(gòu)在不斷膨脹,導(dǎo)致光子在空間中傳播時,波長變得越來越長,現(xiàn)在已經(jīng)變?yōu)橹荒芡ㄟ^射電望遠(yuǎn)鏡進行探測的微波。這些光子不會從宇宙中徹底消失掉,只是會隨著宇宙持續(xù)膨脹,波長變得更長,能量變得更低。

另一方面,當(dāng)手電筒的光照射到天空時,我們可以看到一條明亮的光柱。這是因為光在空氣中傳播時,會被漂浮在大氣中的塵埃朝著四面八方散射。其中有些光會被散射到地面,當(dāng)這些光進入我們的眼睛中,我們就能看到光柱。還有一些光會一直朝著宇宙?zhèn)鞑,永遠(yuǎn)不復(fù)返。

如果宇航員在太空中打開手電筒,他們將看不到光柱。因為太空差不多是真空環(huán)境,光子會沿著直線傳播,不會被散射到宇航員的眼睛中。因此,只要太空中或者月球上的宇航員朝著看不到太陽的方向望去,不需要完全背對著太陽,也會看到滿天的星星,那些星光不會被淹沒在太陽光中。

最佳貢獻(xiàn)者
2

夜晚的時候用手電筒向天空中照射一秒鐘之后迅速關(guān)上,手電光去哪了?會繼續(xù)傳播嗎?答案當(dāng)然是會的,雖然手電筒關(guān)閉我們看不到光了,但它并不是消失,而是繼續(xù)向前以光速運動,理論上如果不被吸收,光子會一直運動下去。一秒鐘已經(jīng)飛到30萬公里之外了,馬上就到達(dá)月球了,一年后就會飛出太陽系了。

光是一種電磁波,真空中光速不變恒為30萬公里每秒,它們的傳播方式是震蕩的磁場產(chǎn)生震蕩的電場,就這樣交替的向遠(yuǎn)處傳播,當(dāng)光線被發(fā)射出來后,就跟光源的狀態(tài)沒有關(guān)系了,光源是運動還是靜止,或者像本問題中所說的直接關(guān)閉了,在此之前發(fā)射出去的光線依然繼續(xù)傳播不受影響。
我們距離太陽大約是1.5億公里,太陽內(nèi)核處時刻不停發(fā)生著劇烈的核聚變,每秒鐘都有大約6億噸氫核發(fā)生聚變,生成5.95億噸的氦核,在這個過程中會損失500萬噸的質(zhì)量,這些質(zhì)量會按照愛因斯坦質(zhì)能方程轉(zhuǎn)化為能量,以光的形式向外傳播。

地球上每時每刻都在接收著太陽的輻射能,光從太陽表面到達(dá)地球大約是8分鐘20秒的時間,如果此時此刻太陽突然消失了,光的源頭沒有了,那么在地球上依然可以繼續(xù)享受大約八分半鐘的光照,在八分半鐘之后光照消失地球脫離原有的軌道。

因此說光并不會隨隨變變的消失,除非有物質(zhì)的存在,以輻射的方式進行了能量的傳遞。那么有一些小伙伴心里可能還有疑慮,在一個密閉的空間中,光射不出去,那么關(guān)燈之后,會瞬間陷入黑暗。光主要是被墻壁和地面所吸收,之所以是瞬間完成,還是因為光速太快了,光一秒鐘都可以繞地球七圈半,何況在地球上的小屋子中,眨眼間光已經(jīng)來回反射數(shù)百萬次了,我們根本反應(yīng)不過來的。

向天空中照射的光,它們會一種傳播下去,太空中幾乎沒有空氣接近于絕對真空,理論上就會一直傳播。很多人都聽說過宇宙背景微波輻射,它們又被稱為宇宙大爆炸38萬年后的一縷光,是人類目前知道的最古老的“光”,它們的壽命已經(jīng)超過了一百多億年。因此說手電筒關(guān)閉后光會一直向外傳播,理論上可以永遠(yuǎn)的傳播下去。


文/杜若,同來源網(wǎng)絡(luò)侵刪。

歡迎關(guān)注我們:科學(xué)黑洞。

3

用手電朝天上照射一秒再關(guān)了,手電光去哪了,是繼續(xù)傳播嗎?為什么?

很多朋友肯定已經(jīng)知道答案了,因為100%可能會認(rèn)為它將繼續(xù)傳播,并且未來將一直傳播到宇宙的盡頭!但種花家要告訴你的是,即使你在地球誕生的時候向天空打開手電,到現(xiàn)在為止它也傳出不過45億光年,不過宇宙大小的二十分之一而已,而且它將永遠(yuǎn)都傳不到宇宙的盡頭!

光源關(guān)閉了,光子會繼續(xù)傳播嗎?

大部分光子都是核外電子受激躍遷到高能級,然后跌落時候釋放出光子,電子則回到原來的能級,而釋放的光子則將會脫離電子一去不復(fù)返!

光子的能量不會衰減,因此從宇宙的另一頭傳過來的光子能量是一樣的,但有一點要注意的是很多朋友都不理解,既然光子能量不會衰減,為什么它們經(jīng)過引力場時會紅移,根據(jù)普朗克量子的能量公式:

E=HV

頻率下降,那么能量也下降,根據(jù)能量守恒定律,這光子還是原來的光子,那么能量哪里去了呢?其實這容易理解,因為這部分能量用力引力場梯度空間了,假如這個引力場足夠大,比如不小心誤闖黑洞的視界,那么它的這點能量將再也無法克服,所以就掉進去啦!

當(dāng)然另一個會引起紅移的的是光源的遠(yuǎn)離,反之接近則會引起藍(lán)移,這是因為空間距離的所縮短給了光子增加了能量,使得它的頻率增加,根據(jù)能量子計算公式,光子的能量增加了!

所以理論上光子的能量是不會衰減的,但它有可能消耗在引力或者空間距離增加上,當(dāng)然更有可能被其路途上的塵埃所吸收!吸收光子之后,電子會躍遷軌道,并且釋放出電磁波,也許這次吸收的能量不夠,它再也無法輻射可見光,只能輻射紅外波段的輻射,如果光子很多,那么我們就感覺到這個物體被曬熱了!

太陽光曬到我們?nèi)梭w上感覺暖洋洋就是這個道理,所以當(dāng)沒有東西或者引力場阻擋它時,它將一直傳播,一直到它撞擊在某個電子上,然后將能量輸送給它!

從這一點上來理解,太陽內(nèi)核的的光子就是這樣慢慢一步步爬出來的,因為內(nèi)核物質(zhì)密度極高,因此一個光子不出一微米米就會撞到另一個帶電粒子,繼而發(fā)生一次能量轉(zhuǎn)移,而且?guī)щ娏W虞椛涞墓庾觿t是隨機的,因此一個光子需要幾十萬年才能從太陽內(nèi)核爬到輻射層,然后再用十幾個小時爬到表面,在經(jīng)過8分多鐘到達(dá)地球!

光的速度是30萬千米,這是誰測量的?

人類測量光速的歷史是很有趣的,因為現(xiàn)代人都知道,光速極高,所以當(dāng)年那些方法先得尤為可愛,特別是這些可愛的方法將那些大科學(xué)家困擾時!

1629年,荷蘭科學(xué)家撒·貝克曼曾用1.6千米以外的一面鏡子觀察反射回的大炮閃光。

1638年,意大利科學(xué)家伽利略用相隔數(shù)千米的燈籠打開和關(guān)閉來測定光速

兩位都是大佬,但可惜光速實在太快,經(jīng)過這點距離不過11微秒,眼睛眨一眨都比這個慢多了,所以這是可能完成的任務(wù)!不過繼續(xù)發(fā)展,方法就靠譜多了!

1676年,天文學(xué)家奧勒·羅默木衛(wèi)一繞木星的公轉(zhuǎn)周期在地球靠近木星的時候,比地球遠(yuǎn)離木星時更短,推測出光速是有限的,他計算出光速大約是22萬千米/秒,盡管這個速度和現(xiàn)代光速相差26%,但各位要知道這大約是清康熙十五年!所以各位將就一下吧

牛頓也計算過光速,并且得出各種顏色的光速度一致的結(jié)論!1729年布拉德發(fā)現(xiàn)了光行差,從而計算出光速,他取得的數(shù)據(jù)已經(jīng)比較準(zhǔn)確。

阿曼德·斐索和傅科合作,在1862年取得了比較準(zhǔn)確的光速,他們測得的速度大約是29.8萬千米/秒,這個速度已經(jīng)和現(xiàn)代光速相差無幾,他們所用的設(shè)備也被稱為斐索-傅科儀,也就是各位熟悉的齒輪法測光速!

十九世紀(jì)六十年代,麥克斯韋用他的方程組推導(dǎo)出電磁波速度和光速相等,因此他認(rèn)為光是一種電磁波!

1887年邁克爾遜莫雷實驗證明光速不變。

1972年美國科羅拉多州波德的國家標(biāo)準(zhǔn)技術(shù)研究所利用激光干涉法測定光速,得出光速為:

c = 299792456.2±1.1 m/s

夠精確不,為什么會有小數(shù)點?不是整數(shù)?其實是我們對米定義的問題,1983年的國際計量大會上將銫133原子基態(tài)的兩個超精細(xì)能級間躍遷對應(yīng)輻射的9,192,631,770個周期的持續(xù)時間定義為秒,而將米定義為:1?299792458秒內(nèi)光在真空中所走的距離!所以光速被固定到了:

299792458米/秒

這就是人類認(rèn)識光速的歷史

光為什么到不了宇宙的盡頭?

光的速度那么高,怎么可能有光到不了的區(qū)域嘛,但其實光速在宇宙中速度并不高,從太陽的那天開始算起,光也不過走了1/20的宇宙距離,因為可觀測宇宙達(dá)到了930億光年,45億年只能走45億光年的距離!那么假以時日總會走到的吧,其實沒機會啦,我們來簡單算下便知!

1000億光年范圍

2013年歐洲普朗克衛(wèi)星測得最精確的哈勃常數(shù)為67.15千米/秒·百萬秒差距!它是宇宙膨脹速度大小的衡量標(biāo)準(zhǔn),以此計算,宇宙大約會在145.6147552億光年外膨脹速度超過光速。

這是一個難以理解的問題,越過宇宙大爆炸的微波背景輻射,大概是461億光年,最還有8億光年需要中微子或者引力波才能坍縮到的區(qū)域,將會直達(dá)大爆炸發(fā)生的那一刻!但現(xiàn)代宇宙測定是平坦且無限的,而可觀測宇宙只告訴我們我們只能觀測到那么大,在可觀測宇宙外面,還有無比廣袤的未知,所以我們測算出來的145.6147552億光年外將會在930億光年以外!

那里有什么我們不知道,但光永遠(yuǎn)都追不上!

4

在夜晚拿著手電筒照射天空,隨著手臂的飛舞,有點星球大戰(zhàn)中光劍的感覺。手電筒發(fā)出的光照向天空,即使手電筒關(guān)閉了,這些光也會將會繼續(xù)傳播。

從手電光說起

托馬斯·愛迪生發(fā)明了實用型電燈,伏特發(fā)明了最早的原始電池,而康拉德·休伯特發(fā)明了最早的手電。

手電筒發(fā)出的光是由電能轉(zhuǎn)變而來的,本質(zhì)上就是化學(xué)能轉(zhuǎn)變?yōu)殡姶拍,光就是一種電磁能量。光是電磁波(電磁波是交互變換的電磁場),手電筒能夠發(fā)出紅外光和可見光,而人眼只能看見手電筒發(fā)出的可見光。光具有波粒二象性,既可以看作光子,又可以看作光波。

手電筒燈泡發(fā)出的光經(jīng)過拋物面形狀的反光罩的反射,近似于平行光,不過隨著傳播距離的增加,仍然會逐漸發(fā)散。

關(guān)閉手電筒后,光柱雖然消失了,但光并沒有消失,還在繼續(xù)傳播

當(dāng)我們用手電筒在夜間進行照明時,會形成光柱,這是空氣對手電光產(chǎn)生的漫反射。當(dāng)關(guān)閉手電筒后,基本上就兩眼一抹黑了,光柱也消失了。但是手電筒之前發(fā)出的光并沒有消失,還在繼續(xù)傳播。僅在關(guān)閉手電筒的1秒鐘之內(nèi),這些光就被反反復(fù)復(fù)地反射了上億次,在一瞬間就被物質(zhì)吸收沒了。

為什么說是上億次呢?因為光在真空中一秒鐘之內(nèi)就能傳播30萬千米,而光在空氣中的傳播速度與真空中的傳播速度相差無幾。

以一個房間為例,房間中最長的尺度也就10來米,房間中的燈關(guān)閉后,這些光基本上還在屋內(nèi)反復(fù)傳播,千萬分之一秒的時間內(nèi)就完成了數(shù)次反射,在人眼還沒有反應(yīng)過來的時候,殘余手電光的強度就已經(jīng)弱的不能被人眼所察覺。

關(guān)閉手電筒后,這些光還在繼續(xù)傳播,只是大部分光的傳播過程的持續(xù)時間連一秒鐘都不到。關(guān)閉手電后手電光在大氣中形成的光柱,一瞬間就消失不見了,就是因為那時進入人眼中的手電光太弱了。

經(jīng)過一段時間后,手電筒發(fā)出的絕大部分光將會被周圍的物質(zhì)吸收

我們知道,光遇到反光的物質(zhì)會被反射,遇到透明的物質(zhì)能夠透射過去,不過在這個過程中,光始終會被物質(zhì)吸收。經(jīng)過反復(fù)的反射或透射,光子與物質(zhì)發(fā)生作用,一束光中的光線或者光子將被大量吸收,成為物質(zhì)能量的一部分。

手電筒照射天空,必然會穿過空氣或云層,在這個過程中,光的強度就會減弱很多。手電筒的照明距離一般只有幾百米,就是因為光在介質(zhì)中傳播時會發(fā)生衰減。光在穿越空氣的過程中會被吸收,被照明物體反射手電光時也會吸收一部分手電光。

最終只有極少部分手電光能在宇宙中永遠(yuǎn)傳播,但是卻到達(dá)不了宇宙盡頭

即使我們在外太空向宇宙深處射向一束手電光,這些光大概率也會被吸收或阻擋。因為宇宙并不像看上去那么空空蕩蕩,除了各類肉眼可見的大型天體,宇宙空間中還彌漫著大量的塵埃、分子云團等物質(zhì)。雖然很稀薄,但是仍然存在吸收或阻礙作用。

光在真空中傳播時不需要額外力量來維持,會始終保持著光速運動,即使有少部分光沒有被物質(zhì)吸收,沒有落入黑洞,也只能在宇宙中永遠(yuǎn)傳播下去。直到宇宙終結(jié),可能也到不了宇宙盡頭。

為什么呢?因為光的傳播速度是有限的,而宇宙空間不僅很大,其膨脹速度還能夠超過光速。

目前宇宙的年齡大約為137億年,而可觀測宇宙的直徑大約為930億光年,宇宙的實際大小比這還大。早在上世紀(jì),天文學(xué)家哈勃就發(fā)現(xiàn)我們的宇宙正在膨脹。幾十年后,新的觀測手段讓我們發(fā)現(xiàn):宇宙不僅在膨脹,而且在暗能量的作用下,它正在加速膨脹。

宇宙沒有膨脹中心,空間處處都在膨脹。站在觀察者的角度來看,自身不動,由于空間在膨脹,周圍其它的物體都在遠(yuǎn)離自己,并且距離越遠(yuǎn)退行速度越快。這類似于膨脹的氣球,氣球表面任意個點都在相互遠(yuǎn)離。根據(jù)普朗克衛(wèi)星的最新觀測,星系每遠(yuǎn)離地球大約326萬光年,其退行速度就要增加67.8千米每秒。

估算一下,大約在距離地球143億光年之外的地方,宇宙空間的膨脹速度就超過了光速。太陽誕生于45億多年前,考慮到宇宙的膨脹,太陽光至少在宇宙中傳播了45億光年遠(yuǎn),不過太陽光也永遠(yuǎn)傳播不到宇宙盡頭。這意味著,那些極其遙遠(yuǎn)的恒星發(fā)出的光,人類永遠(yuǎn)也看不到了。

穿透大氣進入太空的手電光,傳播至太陽系之外,就需要一年多的時間。雖然光手電光傳播不到宇宙盡頭,但由于空間的膨脹,隨著時間的增長,光的波長會被拉長,最終光的能量將會彌散在宇宙空間中,不過光并沒有消失。

舉個例子,宇宙誕生于大爆炸,直到大爆炸38萬年之后,光才在宇宙中開始自由的傳播,隨著空間的膨脹,如今這些光的波長被拉長,已經(jīng)變成了微波,這就是宇宙大爆炸的電磁殘留信息——微波背景輻射。你看,138億年前的光還殘留至今。

好了,這就是一束手電光的去向和運命。

感謝閱讀,喜愛自然科學(xué)的朋友,請關(guān)注我。

5

用手電筒朝天上照射一秒再關(guān)了,手電光去哪了,是繼續(xù)傳播嗎?

當(dāng)然是繼續(xù)傳播了,假如你可以乘坐一個可以達(dá)到光速的飛行器與光線平行著運動,那么你完全可以看到這條光線。光的速度是30萬公里每秒,所以,把手電筒開一秒再關(guān)上,理論上發(fā)出的光線長度就是30萬公里,你只要在這30萬公里長的光線區(qū)間里,就可以在飛行器里一直陪伴著這條光線。不過,要記住,這只是理論上的推測。


而實際上,手電筒發(fā)出的光,衰減是很快的,主要原因就在于光線被吸收了。

只有在絕對真空里才可以不受任何阻擋以光速前進,而即使是宇宙的深空地帶,也達(dá)不到絕對真空的程度,盡管它們的“真空程度”比我們?nèi)祟惸壳爸圃斐鰜淼摹闭婵铡币獜娚蟽|倍,但還是會有非常稀薄的微觀粒子的,它們對光線都具有吸收、反射和散射光線的作用,從而降低光的速度,同時也降低光的強度,在非常遙遠(yuǎn)距離尺度下光線會被慢慢消耗殆盡。

這是在宇宙深空的情況,我們在地面打開手電筒,其在大氣層中的消耗會更快,因為大氣層中的氣體、塵埃、云層等等,能夠吸收、反射和散射光線的物質(zhì)多得太多太多,所以,以手電筒的功率發(fā)出的光線,其能量密度本來就不大,另外,手電筒發(fā)出的光不但很弱,而且很散,不像太陽一樣以平行光照射,而是隨著距離增加快速擴散。所以,一般燈珠只能照射200米,CREE燈珠可以最遠(yuǎn)照到500米。

這也就是說,無論你在地球上打開手電筒多長時間,它都只能最遠(yuǎn)照射到500米遠(yuǎn)的地方,500米的長度光所運行的時間,就是題主關(guān)閉手電筒后最后發(fā)出光子繼續(xù)傳播時間,大家可以計算下,這個時間非常非常短暫。

6

在以前的時候,手電筒幾乎是家家必備的“家用電器”。晚上走夜路的時候發(fā)現(xiàn)對面過來了一個人,就用手電筒照一下,看看對面過來的究竟是誰。結(jié)果對面的人被明亮的手電筒光晃得睜不開眼睛。

如果用手電筒朝著天空照射一下就會發(fā)現(xiàn)一束光柱射向了黑暗的天空中,似乎沒有盡頭。如果手電筒照射天空一秒鐘就關(guān)閉了,手電筒的光去哪里了呢?毫無疑問,這些這些手電筒發(fā)出的光還會繼續(xù)在傳播下去,直到有一天它們晃了外星人的眼睛。

手電筒關(guān)閉后光源熄滅了,但是手電筒發(fā)出的光并沒有消失。它穿過大氣層傳播到了宇宙深處。光在宇宙中傳播的速度大約是每秒鐘30萬公里。所以這書手電筒發(fā)出的光會在大約1秒多點的時間就會傳播到了月球軌道那里。大約7.2小時后就會到達(dá)木星軌道,大約1年以后,這束光就會飛出太陽系。

圖示:地球的夜晚燈光

其實我們也可以把宇宙中的恒星看作是一個發(fā)著光的手電筒。它們從很遙遠(yuǎn)的宇宙中朝著我們照射過來。它們的光已經(jīng)在宇宙中傳播了很久了。例如最近有報道稱位于獵戶座的參宿四很有可能發(fā)生了超新星爆炸。如果參宿四現(xiàn)在果真超新星爆發(fā),它就像熄滅了的手電筒。但是它的最后一束光還需要大約640年的時間才能夠到達(dá)地球。因此現(xiàn)在我們要知道它是否已經(jīng)熄滅還需要等上640年。640年后參宿四超新星爆炸發(fā)出的光來到地球后,我們就眼見為實了。

圖示:恒星超星爆發(fā)就像即將熄滅的手電筒

但此時參宿四的還會繼續(xù)在宇宙中傳播下去,那些距離它更遠(yuǎn)的星球要確認(rèn)它是否已經(jīng)爆炸還需要更長的時間。那些更加遙遠(yuǎn)的恒星,當(dāng)它們的光來到地球被我們發(fā)現(xiàn)時,它們或許早已經(jīng)熄滅了。

不過手電筒發(fā)出的光能量不強,它會被地球大氣層中的空氣分子和塵埃散射吸收掉大部分。同時宇宙中也充滿了塵埃物質(zhì),但這束光只要不被宇宙中的塵埃物質(zhì)全部吸收掉,剩下的光就會一直在宇宙中傳播下去。

7

朝著手電筒照射的方向繼續(xù)前行,直到一部分被路程中的障礙物(比如大氣、外太空的宇宙塵等等)吸收,剩下的部分還會繼續(xù)傳播下去,但一般來說,你在地球上用手電筒朝太空照射,絕大部分光子是出不了大氣層的。

如果光子一路上都沒有遇到障礙物,那么就會一直傳播下去,宇宙壽命有多久就飛多久,但考慮到宇宙一直處于膨脹狀態(tài),因此光子的能量會不斷下降,一個著名的例子就是宇宙微波背景輻射,這是宇宙在誕生后38萬年,第一批自由傳播的光子。

如果光子能夠一路順暢的傳播下去,最終會到哪里呢?是否會到達(dá)宇宙邊緣呢?

實際上這個問題在目前看來是否定的,因為宇宙在大概率上是沒有邊緣一說的,就好像在一個閉合曲面上運行,永遠(yuǎn)也走不到頭,倒是有可能回到起點。但即便是不考慮宇宙的整體形狀,就以可觀測宇宙為標(biāo)準(zhǔn),這個直徑達(dá)到920億光年的球狀宇宙(整個數(shù)值也是按照38萬年第一批自由光子為條件得來的),光子從中心出發(fā),也得不停歇的跑上460億年才能到頭,并且要注意一點,這個頭只是以地球為中心才存在的,畢竟要考慮到基礎(chǔ)的宇宙學(xué)原理。

總的來說,手電筒的光只要不被吸收,那么最初的光子會一直傳播下去,雖然宇宙膨脹最終會使得光子能量越來越低。說到這,不免聯(lián)想到:如果我們?nèi)说难劬梢越邮杖ǘ蔚碾姶挪,那么就不再有黑夜一說了。

期待您的點評和關(guān)注哦!

8

光,其實就是電磁波,也是能量。如果在真空中沒有任何物質(zhì),光會一直傳播下去,直到遇到某物質(zhì)把光吸收了,否則光會永遠(yuǎn)傳播下去。

在地球上用手電筒朝天上照射一秒,再關(guān)閉,我們會發(fā)現(xiàn)光不見了。這很正常,畢竟光速達(dá)到了30萬公里每秒,無論有沒有物質(zhì)吸收光線,我們都不會再看到發(fā)射出去的光。

而事實上在地球上,有大氣層,還有很多塵埃物質(zhì)等,這些物質(zhì)都會吸收手電筒的光,所以,手電筒的光很難繼續(xù)傳播下去,更不會飛出地球傳播到外太空了。

不要說在地球上了,即使在兩面平行的鏡子之間發(fā)出一束光,然后關(guān)閉手電筒,這束光也會馬上消失,而不會在鏡子之間來回傳播,即使是鏡子對光的反射率很高,但由于光速太快,一秒甚至更短的時間就在兩面鏡子之間傳播了無數(shù)次,早就被鏡面吸收了。

而如果在外太空打開手電筒,光線會繼續(xù)在太空中傳播,因為沒有物質(zhì)吸收手電筒的光。不會我們也不會看到手電筒發(fā)出的光(除非拿著手電筒直接照射我們眼睛),因為太空中沒有物質(zhì)反射手電筒的光,我們當(dāng)然看不到。

9

夜晚用手電筒往天上照一秒鐘就關(guān)閉了,那么手電筒的光隨機消失了,不會外傳,比方說你潑地上一桶水,水能流多遠(yuǎn),潑兩桶水能流多遠(yuǎn),然后不潑水了,水也不流了,這就是功率,意思你后面不給它使功,它就不干活了。如果手電筒照一秒關(guān)閉,光繼續(xù)外傳,宇宙中那么多太陽,都向手電筒那樣關(guān)閉了,還在繼續(xù)外傳,那么宇宙中就沒有白天黑夜之分了,那就是徹夜通明。

10

在夜晚的時候,打開手電筒朝向天空射出一道光芒,一秒后關(guān)閉手電筒,那束光去哪里了?是繼續(xù)傳播呢?還是在關(guān)手電筒的那一剎那就消失了?

這個問題的答案是前者,即便一秒后你關(guān)閉了手電筒,光芒依舊會沿著既有的路徑傳播下去,直到能量被吸收完,以另一種形式存在,此時可以認(rèn)為光芒消失了。

我們知道,光既是波也是粒子流,其本質(zhì)是電子從高能級向低能級躍遷使其趨于穩(wěn)定狀態(tài),這個過程中會以波的形式向外界釋放能量,也就是光了,我們所見到的絕大多數(shù)的光線其產(chǎn)生的緣由都是如此,手電筒的光芒也不例外。

但是,我們地球有大氣層,手電筒發(fā)射的光線肯定會被散射掉,損失大量的能量,如果是在陰天,手電筒發(fā)出的光芒不會沖出地球大氣層,會在大氣層內(nèi)部被各種物質(zhì)吸收、散射掉,轉(zhuǎn)化為另一種能量存在于物質(zhì)之中,即能量不會憑空消失。

如果是晴天或是晴朗無云的夜晚,手電筒發(fā)出的光芒是可能會有部分沖出地球大氣層的,那部分沖出去的光,會以光速向著宇宙空間中前進,在前進的過程中,同樣也會遇到一些星際物質(zhì)、塵;虼蟮奶祗w,這些都會給光子的繼續(xù)前進帶來阻礙,終歸是會被吸收掉的,可能會有極少一部分的光子,它們很幸運沒有被吸收掉,但終歸還是會淹沒在宇宙的背景輻射中。

之所以會產(chǎn)生類似題目這樣的疑問,原因很簡單,因為關(guān)閉手電筒之后,我們就看不到那束光了,所以我們才會以為那束光消失了。其實情況是這樣的:我們的肉眼之所以看到景象,是因為光線進入了眼球中,手電筒射出的光芒由于被空氣中的塵埃粒子散射,部分的光進入到了眼球里,所以我們才可以看到那道光柱,當(dāng)關(guān)閉手電筒之后,之前照射出去的光芒早已奔向了遠(yuǎn)方,你看不到了,誤以為它消失了。

講個有趣的例子,如果你在太空中向著前方打開手電筒,你是看不到光的,你根本無法分辨手電筒是否被打開了,除非你將手電筒對著你自己,這樣才可以看到,這是為什么呢?因為太空中是真空環(huán)境,沒有足夠的粒子來散射手電筒的光芒,所以光會一直向前進,不會進入到你的眼睛里,因此你看不到手電筒發(fā)出去的光,手電筒對著你的臉才可以看到光。

文/科學(xué)船塢

你的回答

單擊“發(fā)布您的答案”,即表示您同意我們的服務(wù)條款