打開手電筒後，再馬上關閉，這條光線會直接消失還是繼續傳播呢？

作為電汽時代的產物，手電筒從誕生至今已經經歷了上百年的更新迭代。手電筒的誕生大大地方便了人類的生活，讓我們在夜間出行有了更多的保障。小小的手電筒，只需要輕輕一按，便能形成巨大的光柱，如同激光棒一般。

相信許多人小時候都做過一件事，那就是用手電筒照天空，看那一束光柱直衝漆黑的天幕，或許會想像照出的這束光是否能夠到達太空呢？

理論上來講，光是射線，可以無限傳播，可是當我們關閉手電筒後卻看不到任何光留下的痕迹，不禁讓很多人會發出疑問，打開手電筒再立刻關閉，光線到底是直接會消失還是繼續傳播呢？

什麼是光

光的本質是一種處於特定頻段的光子流，來自於電場和磁場的相互激發，激發的能量推動了光子的高速運動。

光的發出，首先需要一個光源，光源中原子、分子在運動的過程中產生了光輻射，這種輻射像無數條射線對外無限延伸，就可以將自身的光照到別的物體，根據光源的大小和光輻射強弱的不同，也就形成了光亮不同的光源。

一切能夠自然發光的物體我們稱之為光源，光源主要分為自然光源和人造光源。

宇宙中有的星球能夠發光，這種星球我們稱之為恆星，距離地球最近的恆星就是太陽。太陽在發出光的同時還會釋放大量的熱能，太陽光的存在是地球能夠誕生生命的重要條件。有人看着皎潔的月亮或許會問，月亮是否是恆星呢？雖然在我們看來月亮能發出光，但這並不是月亮自身形成的光芒，而是太陽光的反射。

光對於人類乃至整個自然界都有着至關重要的作用，光的作用不僅僅只是照明，任何綠色植物的生長都離不開光合作用，人體內也有多種元素需要在光照下才能合成，可以說光是生命的搖籃。

在未來，隨着各種不可再生資源的匱乏，太陽光攜帶的能量將會是人類重要的能源。人造光源的出現也讓黑夜不再恐懼，只要有人類文明聚集的地方，即使到了黑夜，依然燈火通明，一片明亮。可以說無論是自然光還是自然光都改變了人們的生活，造福了人們的生活。

光的研究歷史

光是一種神奇的物質，我們能看到光照亮物體，觸碰時它卻彷彿空氣一般，為了搞清楚光的存在，人類一直以來都沒有停下探索光的步伐。關於光的研究，我們甚至可以追溯到2000多年前的古希臘和春秋戰國時期。

在春秋戰國時期，墨家的創始人墨子就通過了世界上第一小孔成像的實驗，就在《墨經》中記錄了關於光的相關知識，解釋了光的傳播，以及光是沿着直線運動的。歐洲的歐幾里得也寫出了《光學》一書，並通過數學定律來論證了光的反射。

「小孔成像」

墨子和歐幾里得只是對於光的一些基本性質的研究，隨着理論越發的成熟，科學家開始了對光的本質的研究，從物理角度解析什麼是光成為了研究主題。對於光的本質認識，人類經歷了漫長的歲月，但始終沒有誕生真正有說服力的學說。

到了十七世紀，才形成了波動說和微粒說兩種相對有信服力的學說，但這兩種學說相互對立，鬥爭了近兩個世紀。波動學說的主張者有笛卡爾和胡可。

笛卡爾通過「以太」假說，來說明了光的本性。其認為光的顏色源於以太粒子不同的轉動速度，強調媒介的影響，可以說是波動說的創始人。胡可則是將光波與水波進行類比來證明光的波動性，通過對鑽石進行摩擦使其發光，證明光其實是一種振動。

以太假說：地球行經承載光的介質以太

微粒說的主要推崇者為牛頓，牛頓通過光的色散現象提出了光的微粒學說，也是通過三稜鏡的色散實驗發現了光的多種顏色，牛頓通過進一步的研究解釋了光的折射、衍射以及干涉等現象，完善了微粒說。微粒說也因此越來越受認可，幾乎佔據了統治地位。儘管如此，牛頓也並非全部正確的，當時牛頓提出的一些理論在後來也被證實為錯誤的。

到了十九世紀，因為一些研究發現，證明了牛頓一些觀點的錯誤，波動說又逐漸成為主流。最後在20世紀，愛因斯坦提出光的量子說，康普頓證實了光的粒子性，兩種的結合使人們認識到了光的波粒二象性。

光的波動性

除了微粒說和波動說，在19世紀，麥克斯韋通過計算髮現，光的速度和電磁波速度相同，後來德國物理學家赫茲的存在，馬可尼在二者的理論基礎上，經過多次試驗，發現了多種電磁波，還證明證明了光就是一種電磁波，光與其他電磁波相比，在本質上完全相同，只是在波長和頻率上有很大的差別。

光本身就是一種神奇的物質，它的本質被蒙上了一層層神秘的面紗，歷代的科學家如抽絲剝繭般一層層地尋找真相，後人踩在前人的肩膀上繼續前行。到了現代，我們對光的認識已經更深入，更全面。

總體來看，人類對於光的本質認識還是主要圍繞着波動說和微粒說來進行的，在某個歷史階段，隨着相關的研究突破，兩種學說互相佔據優勢，但總體而言，研究方向是前進的。

光的運動狀態

在小學的數學課本上，我們會對線進行認識，線可以分為直線、射線和線段。用這個性質來看，光其實就是一條射線。從理論上來講，光由光源發出後是可以無限向四周傳播的，但是我們經常看到的光卻射程有限，這其實就關係到了光的運動狀態。

墨子通過小孔成像實驗發現了光的直線傳播，牛頓根據光的直線傳播性質，認為光是微粒流，並以此對光的直線傳播做出了進一步分析。其認為是由於光源向外射出微粒，在真空或者均勻物質內因為慣性做出了直線運動。正是因此，我們可以看到在生活中光是不會轉彎的。

光的運動是以電磁波的形式向四周傳播，而電磁波的速度是非常快的，所以當我們打開手電筒時，一瞬間眼前就能變得明亮，當我們切斷電源時，電子和磁場也就停止了工作，光芒也就消失了。

有人認為太陽光可以傳送到地球，那麼手電筒的光應該也能傳播很遠，但事實上並非如此。首先我們之所以在地球能看到太陽光，那是因為太陽射出的光微粒以光速穿過大氣層，最終來到地球表面。

太陽距離地球太過遙遠，以致於太陽光以光速到達地球也需要八分鐘，依靠太陽的不斷輸出，和太陽光中蘊含的強大能量，太陽光最終才能來到地球。身處地球，經過宇宙和大氣層的過濾後，我們只能感受到柔和的陽光，但事實上太陽具有強大的能量，如果沒有大氣層，整個地球就如同在烤爐上一樣。在太陽光照到地球的過程中，這些能量在不斷地被消耗，最後支撐着太陽光來到地球。

我們的手電筒雖然也能發出光，但是這個光所蘊含的能量極為弱小，根本不足以支持手電光在長距離的傳播。當手電筒打開後，在向前傳播的過程中因為空氣中的微粒，能量會逐漸被消耗，所以最後的射程有限。

之所以我們打開手電筒能看到一個光柱，就是因為手電筒在源源不斷地發出光芒，支撐了光柱的延續。但是因為能量不足，這個光柱只能維持在一定範圍內，一旦我們關閉電筒後，沒有了能量的支撐，光也就消失了。所以當我們打開手電筒又立馬關閉，即使空氣中的光會傳播，但是傳出的距離微乎其微，相當於是直接消失了。

光的效應

光的運動雖然是呈直線運動，但是在運動過程中，經常會因為各種介質發生折射，我們所說的海市蜃樓就是因為光的折射和反射形成的自然現象。人造光在速度上與太陽光其實沒有區別，但是因為手電筒蘊含的能量太弱，使得手電筒光難以獲得好的穿透力，往往在射出後不久就消耗殆盡。

光的能量在運動中體現在多個方面，最直白的就是體現在熱量上，光蘊含的能量越多，往往越熱。比如我們在夏天時，因為地球公轉的原因，北半球距離太陽變近。太陽光到達地球的距離變短，能量消耗減少，所以氣候也變得熱了起來，植物也生長得更快。人造光同樣如此，現在有的手電筒打開後，照得非常亮，非常遠，但是這種手電筒在工作一段時間後往往也會發燙。

其實從理論上來說，只要能量足夠強，手電光也是可以長距離傳播的。曾經在奧特曼大電影中就有過一個劇情，因為太陽的消失，科學家研發出了一個人造太陽，這個太陽照耀了整個星球，即使在宇宙中也能看到。隨着科技的發展，或許未來我們也能發明出可以照到太空的手電。

事實上，從衛星照片中，我們看到當夜幕降臨時，地球會出現很多的小光點，可是一旦停電，就會消失，這也證明了光的傳播需要有能量供給，失去能源供給後，光即使能傳播，但也會有能量耗盡消失的時候。

我們通過巨型望遠鏡觀察宇宙，也與光密不可分，宇宙中除了太陽之外還有許多的恆星，它們的光通過折射反射等多種方式，最終向地球所在方位散發，我們在接受後就能復原出某一時刻某個地方的場景。光是神奇的，並不只是照明，往往還蘊含著各種信息。

光的運用

光對於人類而言是至關重要的，許多人或許不了解光，但是光的運用卻是十分廣泛的，在能源，電子、通信都有着廣泛的應用。因為對光的研究，我們發現了光的顏色，讓我們看到了彩色電視。因為對光成像的研究，我們找到了治療近視的方法，讓我們在室內利用光能，進行大棚蔬菜的種植，讓我們可以吃到反季節的蔬菜。

光能同樣是重要的清潔能源，可用於發電等，在未來還會被進一步廣泛運用，可以說對光能的研究大大推動了人類的進步。

對於光的研究，人類一直未曾停止腳步，有人提出過猜想，如果當運動的速度超過光速，是否就能研究出時光機，對此我們還不得而知，但是隨着科技的發展，時間終會告訴我們答案。