關(guān)于光,我們把手電筒關(guān)掉之后,手電筒之前的光還在嗎?
網(wǎng)友解答: 如果我們把這個問題稍微改一改,不是關(guān)于光而是關(guān)于水龍頭的。一個人,開著水龍頭往外噴水。突然,關(guān)住了龍頭,這時候已經(jīng)噴出去的水,是會突然消失,還是繼續(xù)往前跑呢?知道結(jié)果的自然已
如果我們把這個問題稍微改一改,不是關(guān)于光而是關(guān)于水龍頭的。一個人,開著水龍頭往外噴水。突然,關(guān)住了龍頭,這時候已經(jīng)噴出去的水,是會突然消失,還是繼續(xù)往前跑呢?
知道結(jié)果的自然已經(jīng)知道了,不知道的您也可以去試一試。
這個問題這么簡單,那為什么把水換成了光,就搞不清楚,就要跑到這酷米上提問呢?就是因為,光實在太快了,一秒鐘能繞地球跑7圈半。你的手電筒發(fā)出去的光,不到萬分之一秒,就已經(jīng)無影無蹤了。
那我們到底怎么樣才能真正觀測到,光的足跡呢?
答案就是,借助科學(xué)的力量。
麻省理工學(xué)院媒體實驗室與化學(xué)系的巴文迪實驗室在2011年,發(fā)明了一種高速拍攝技術(shù),可以獲得等效于每秒一萬億幀(1,000,000,000,000fps)的影片。這相當(dāng)于兩幀之間的間隔僅為1皮秒(皮秒為萬億分之一秒)。在這么短時間內(nèi),光只能傳播0.3毫米。好比那孫悟空,一個跟斗明明十萬八千里,但對于這臺攝像機來說,哼哼,還在手掌心里呢~
借助這一高科技,我們現(xiàn)在已經(jīng)可以清楚地看到,光在離開光源之后,一點一點向前蠕動的景象??梢哉f是十分令人驚嘆了。
比如上圖,就是一束激光穿過一個可樂瓶。
這是一束激光被鏡子反射的視頻。注意,鏡子畫歪了。
如上圖,光在不同介質(zhì)中的速度會不一樣,而這一現(xiàn)象也能被這臺高速攝像機觀測到。
還可以看到折射現(xiàn)象。
這一小團(tuán)光,有頭有尾的,很顯然是激光開了一小下,有關(guān)了,發(fā)出的光。換言之,拍這些照片的時候,這激光器是關(guān)著的。但毫無疑問的是,我們還是看到了這些光。
現(xiàn)在我不說,聰明的你來回答:
關(guān)于光,我們把手電筒關(guān)掉之后,手電筒之前的光還在嗎?
網(wǎng)友解答:這有幾種可能,首先必須說手電筒的光著照向哪里?如果是照向地面的話,那么在關(guān)閉手電筒的瞬間,光就沒有了,如果是照相太空,而且天氣十分晴朗的話,那么雖然你的手電筒已經(jīng)關(guān)閉了,但是之前發(fā)出的光還是會繼續(xù)跑下去點,而且還會跑好一陣子的。
那么為什么手電筒照到地面上的光關(guān)閉后立即就沒有了?而照向外太空的光卻能好下去呢?這是因為手電筒的光照到地面或者其他物體上的時候被物體阻擋并吸收了,可能很多人會好奇,覺得物體怎么會吸收光呢?其實想想道理也很簡單,光的速度是非??斓?,每秒30萬公里,但是光子非常小,質(zhì)量也非常微小,甚至科學(xué)家認(rèn)為光子如果不運動的話都是沒有質(zhì)量的,那么當(dāng)手電筒的光照到物體或者地面上時,在微觀的層面,實際上是光子撞擊到了原子,當(dāng)光子撞擊到原子上時,由于原子核中的質(zhì)子和中子的質(zhì)量比較大,所以光子就作為能量能量被輕松吸收,并且不會發(fā)生大的變化,除非光子非常非常多,比如激光發(fā)出的光就能摧毀物體,就是因為它發(fā)出的光子太多了,但是手電筒發(fā)出的光遠(yuǎn)遠(yuǎn)達(dá)不到這種程度,但是手電筒發(fā)出的光的光子打到圍繞原子核運行的電子上時,卻能加速電子的運動,因為電子的質(zhì)量非常小,據(jù)說只有質(zhì)子的萬分之三,但是仍然比光子大得多,所以光子打到墊子上時能被電子吸收,這能加速電子的運動,但是并不能把它打出去,這時被加速的電子就會從低能級的內(nèi)層軌道躍遷到高能級的外層軌道,原子的狀態(tài)變得活躍和不穩(wěn)定,這就是我們撫摸一些陽光下的物體比不在陽光下的物體感覺熱的原因,同時這也是一些物品或藥品不能直接在陽光下照射的原因,因為光子的照射會微觀的層面改變物品或藥品的狀態(tài),加速其變質(zhì)的速度。
但是并不是所有的物體中的分子和原子都會吸收所有的光線,當(dāng)光子打到物體上時,微觀層面發(fā)生的事,就是一部分光子被原子核和電子直接吸收了,也有一部分會被發(fā)射出去,然后被釋放的光子又會撞擊其它物體,再次減少其數(shù)量和能量,光子的衰減大體就是這樣一個循環(huán)漸變的過程,所以照射的地面和物體上的光會立即消失。
但是照射到太空中的光線卻不一樣,因為太空中的環(huán)境接近于真空,光子前進(jìn)的路上,受到的阻擋很少,平均數(shù)立方米才會有一個原子,所以光線常常會一直奔跑下去,這也是我們之所以能看到幾十上百億光年外的發(fā)光物體的原因,但是手電筒的光線還是很弱的,它發(fā)出的光子數(shù)量并不多,當(dāng)它的光子被太空中的物質(zhì)完全吸收后,它的奔跑也就結(jié)束了,但是它奔跑這個距離也很可能會遠(yuǎn)達(dá)幾十光年。