我们都知道打开手电筒后会看到一束光线投射出来,那么问题来了,如果关闭手电筒的话,光线到底是消失了,还是在继续传播呢?
其实这个小实验,大家可能尝试过无数次,不过目前应该还没有弄清楚消失的光线到底是否存在,事实上,这个问题的答案需要用到物理学上的知识。
首先要了解光到底是什么? 光是物理学名词,它可以在空气、水、真空中等多种介质中传播,而且光可以在均匀的介质中沿着直线传播。不过根据爱因斯坦的相对论发现,因为光会受到物体的强引力场的影响,所以光的传播路径会发生反射、折射、衍射等现象。
最先讨论光的本质是罗马科学家卢克莱修,它最早提出光是一种极小微粒的概念,这也为光的微粒说奠定了理论基础。不过前人都在讨论并总结光学规律,并没有上升到研究光的本质层面。但直到20世纪初,光的本质才有了特定的概念,物理学家们将光的本质定义为是一种处于特定频段的光子流,主要是通过电子收到激发后产生的现象。
但你知道光怎么才能够被人类看见吗?这其中肯定少不了光源的协助,宇宙中只要能够自行发光且正在发光的物体都被称为光源,而光源中的电子可以获得额外的能量,主要是以电磁波的形式释放能量。这和太阳光释放能量的方式如出一辙,都是通过电磁波的形式释放能量。光源还可以分为自然和人造光源,就像太阳,电灯都是光源。
其实手电筒发光和人类能够在白天看到物体的原理一样,都是源自受激辐射,这是因为有外部的能量摄入,发光体就会主动吸收能量,然后释放出大量的高能电子。而人类看到的物体是通过光子反射传递到人的眼睛中。
如果晚上打开手电筒会出现一束光线,然后会在墙壁上发现一道亮光,这是因为释放出一连串的光子,很快就被折射到墙上,紧接着墙上的外电子释放,所以就可以看到手电筒直射在墙上的光。但要是将光线射向了夜空,一部分光子会被空气吸收,虽然光在理论上是可以无限传播下去,但是光最终可以传播到哪里呢?答案是在真空中,这是因为光大概可以传播一百亿光年以上,而且只要是不遇到物体,就可以一直传播。但是真空中会随机产生一些不明物质,如果在传播中碰到这些物质的话,传播会受到极大的影响。
此外当人类关闭手电筒时,就再也看不到任何光线,不过这也要根据不同的情况具体分析。一旦发光源消失,光子就会被低速物体所吸收,很难继续发射出新的光子。但如果是处在真空中关闭光源的话,只要遇不到阻碍,即使已经关闭了光源,发射过的光子也就会一直传播下去。也就是说,光子并不会凭空消失,它是一种能量释放,目前看不见它,只是因为被其他电子吸收再释放。
事实上不考虑任何能量衰减的情况,光的传播也会受到一定的阻碍,这是因为宇宙中并不是一望无际的,人类看到的星星,通过科学仪器观测到的星球,都可能会与光发生碰撞,进而导致能量损耗,所以光也不可能一直传播下去到宇宙的尽头。