當打開手電筒後又關閉,光最後是消失了,還是一直在傳播?

2020-12-22 奇點使者

這個世界因為有光才變得更加豐富多彩,無論是白天還是黑夜,人類對光的依賴體現在方方面面。因為有光,我們可以更好地從事生產及勞動。通常情況下,當人們打開燈時,屋子也就亮了;當燈光熄滅時,屋裡也就黑了。於是,這就會給人一種感覺:當關閉燈源後,光線就會立即消失不見。

相信大家都有做過這樣一件事,那就是在夜晚時會拿著手電筒朝天空發射一道光芒,之後再把手電筒關掉。那麼,我們發射的這束光會去往哪裡呢?是在宇宙中傳播還是已經消散了呢?想要解開這個問題,我們需要回歸到物理學角度,從光的性質出發。

首先,我們需要明確知道光到底是什麼。其實,這個問題也困擾了人類很長時間,遠在2000年前的古希臘人還有中國古代名人都曾研究過。在春秋戰國時期,墨子就做過世界上第一個小孔成像的實驗,解釋了光的傳播現象,並認為光是沿著直線運動的。

過了200年後,西方著名學者歐幾裡得對光做了進一步的研究,並寫了《光學》一書。書中假設光是沿著直線傳播的,然後採用了一些簡單地數學方式論證了光的反射定律。不過,從現在看來,歐幾裡得對光的研究犯了一個很嚴重的錯誤,他沒有解釋清楚為什麼眨眼就可以看到星星。他以為是眼睛發出的光傳到了星星上,然後又通過星星反射回人眼中。

其實,人眼是不可能發光的,更不會產生什麼光速。所謂的眼睛看到光,其實是光線傳到人眼中。2000年前,羅馬人盧克萊修開始研究光的本質,他提出光是一種極小微粒的假說。隨後,有很多科學家都支持這種光的粒子說法,包括著名的物理學家牛頓。

最後,在當代社會科技手段的輔助下,人們才看清楚了光的本質。當人們深入到原子層面時,發現內部有原子核和外部的運動電子,而且電子的排布是有能量層級的,距離原子核越近能量越小。

當電子從低能軌道,也就是距離原子核近的地方移動到高能軌道上時,它不是連續運動逐步變軌過去的,而是直接躍遷過去的,可以理解為是跳躍到下一個軌道。而且電子在軌道跳躍時會產生能量吸收或者釋放過程,而所謂的能量其實就是我們說的光子,也是光能量。

所以,我們肉眼看到的光線基本上都是光在軌道躍遷時產生的能量,也就是光子。而能引發電子發生軌道躍遷行為的背後動力可以分為兩大類,一類是受激輻射,另一類是自發輻射。

比如手電筒打開時,這時產生的光子是一種受激輻射。手電未開啟前,原子核外電子都在基本狀態下,保持著相對的平衡。而當有外部能量注入時,原來的電子就會因為吸收了能量而從基態位置躍遷到更高階的位置上,這個過程產生了能量釋放,因而出現了光。

以上,就是手電筒的發光的過程解析。所以回到最初的問題,當我們在晚上打開手電筒時,光束會在空氣中傳播,但空氣中會有其它的物質吸收光子釋放的能量。因此,光能量在傳播的過程中會逐漸衰減。此外,手電光也不會一直傳播下去,除非在沒有任何介質的環境下,而且還要保證有源源不斷的能量供用。

相關焦點

  • 光最終會消失嗎?我們用手電筒發出的光,是消失了還是繼續傳播?
    小時候,我喜歡用手電筒向前照射一下,然後關閉手電筒,那束光就不見了。年幼無知,我一直以為只要關閉手電筒,光就會憑空消失。如果射出一束光,到底光是消失還是繼續往前飛行呢?根據能量守恆定律,能量是不會消失的,只會從一種形式轉化為另一種形式。光是具有能量的粒子流,是能量的一種傳播方式,所以光也是不會突然消失的。
  • 關掉手電筒的燈之後,原來的光是消失了還是繼續傳播?
    引言:相信很多人都有用過手電筒的經歷,現在手機這麼方便,幾乎人手都有一個手電筒。手電筒可以幫助我們在黑暗的環境下進行照明,但把手電筒關閉之後光線也隨之消失了。那麼原本的那束光線是直接消失了呢,還是繼續在傳播呢?
  • 打開手電筒後立即關閉,光子是消失了還是繼續向外傳播
    而到了現代之後,人類從利用火作為光源,到轉為了利用電來產生光,在現實生活中,光源無處不在,也正因為如此,城市裡的燈光才會逐漸取代星光。但在使用光源有一個不可獲取的物理現象卻考驗了科學家許久,那就是當我們打開光源時,光可以迅速布滿整個房間,這是因為光速是宇宙中的最快速度。
  • 關閉手電筒,光線是立刻消失還是繼續傳播?一束光的使命
    日常生活中,只有當我們持續打開光源時才會照亮四方,所以我們一般認為只要關閉光源後,光線就會立刻消失。我們可以想像這樣一個場景,夜晚當你用手電筒向夜空中發射一束光,然後關閉手電筒,手電筒的光線立刻從你的眼球裡消失。那麼在這個場景下,這道光是立刻消失了呢,還是繼續在宇宙中傳播呢?
  • 夜晚打開手電筒時,會看到光線一直傳播,它真的不會消失嗎?
    夜晚打開手電筒時,會看到光線一直傳播,它真的不會消失嗎?小時候,我們抬頭可以看見星星。長大後,我們只能看見各種色彩的霓虹燈。不可否認,我們的世界因為光的存在,有了很大的改變。光的存在,甚至會打破黑夜和白天的存在。
  • 打開手電筒1秒後立即關閉,發出的光能照射到宇宙邊緣嗎?
    既然如此,如果我們用一個手電筒,打開1秒之後立即關閉,那麼這束光是消失了還是會繼續飛行,如果能夠繼續飛行的話,那麼這束光是否能夠飛到宇宙邊緣? 光會消失還是繼續飛行 在牛頓生活的時代,人們對於光是波還是粒子爭論不休,而牛頓認為光是一種粒子,原因是因為光能夠被反射,說明它具有粒子性。
  • 光線的命運,關閉手電筒之後,是否寓意著光線已經消失不見?
    其實在我們現在的日常生活中,尤其是到了夜晚到處都是燈火通明給人一種非常安全的感覺,只要是我們持續的維持燈光,才能夠照亮周圍的環境,一般人都以為只要是我們關閉了光源,四周的光亮或者是光線就會消失。在很多人無聊的時候,會不會在晚上拿出自己的手電然後向著天空打開,這時從手電裡面射出的光線就會直達天空,一眼看不到盡頭,當我們再次關閉手電時,在大家眼中的光線就會消失不見,那麼問題來了,這時候我們射出的光線到底是消失在了空氣之中,還是在宇宙中連續不斷的移動下去?如果消失不見,又是以一種什麼樣的方式消失?
  • 把手電筒關掉之後,那麼手電筒之前發出的光去哪了?
    我們夜晚打開手電筒朝著天空照射,可以看到一條光柱,如果關掉手電筒,光柱也會立即消失,那無論是手電筒還是蠟燭,它們發射出去的光勢必是一種物質,物質不會平白無故地消失,那光到底去哪了呢?要弄清楚這個問題之前,我們得先明白光到底是怎麼產生的。
  • 光的命運是怎樣的?手電筒關閉之後,這束光會到達宇宙盡頭嗎?
    光的命運是怎樣的?手電筒關閉之後,這束光會到達宇宙盡頭嗎?手電筒是很多家庭的必備工具,雖然現在用電比較方便,難免會出現停電的情況。當我們把手電筒的光照射在一個物體上的時候,光會受到物體的折射進行反射,如果我們將手電筒的光照向天空,你會發現,天空中會留下一道光的痕跡,那麼有手電筒發出的這道光是在宇宙中繼續傳播,還是會突然消失不見呢?
  • 手電筒關閉之後,光子都去哪了?
    不知你有沒有想過,你關燈或者關閉手電筒後,光去哪了?回答這個問題之前我們首先要了解光的本質,以及它究竟是怎麼誕生的。光是什麼?但物理學最後總是一門實驗學科,光的本質就是是粒子還是波,最終都要靠實驗來證明1801年,英國科學家託馬斯.楊做了一個「楊氏雙縫幹涉實驗」,在這個實驗中形成的明暗幹涉條紋,意味著光並不是微粒,也不是和聲波一樣的縱波,而是一種橫波,正因如此才會出現光的偏振現象。
  • 我們把手電筒關掉之後,手電筒之前發出的光還在嗎?
    而割裂下的任何一塊光卻是沒法觀察到的,因為光的速度實在是太快了,奔向遠方轉瞬即逝。一旦關掉手電筒,就相當於切斷連續的光子,光幕效應消失,手電筒關掉之前的光轉瞬即逝,所以眼前看不到光,但手電筒之前的光還在。那麼這些光到哪兒了?在回答這個問題之前,咱們先來了解一下光的本質和有關原理。
  • 如何打開和關閉手機的手電筒
    您可能不會每天在手機上使用手電筒,但是當您需要手電筒時,它是不可或缺的。但是如何在智慧型手機上打開手電筒?我們來幫忙。我們將向您展示幾種打開和關閉手電筒的方法。Android用戶有更多方法可以做到這一點,但我們也會介紹iPhone手電筒說明。
  • 為什麼光在我們關掉手電筒的瞬間,世界又回到了黑暗之中?
    你要說,我們關上手電筒之後瞬間世界就又回到黑暗,那我就要問你,這一瞬間發生的事情你可看清楚了?你說到底是關了手電就沒了光,還是光跑的太快以至於你根本看不到?光一秒鐘能跑三十萬公裡,你算算從你關手電到光跑到你看不到的地方,總共才要多久?所以說,你根本看不清的。
  • 為什麼說把手電筒突然關掉光還存在?到底是怎麼回事?可算知道了
    導語:為什麼說把手電筒突然關掉光還存在?到底是怎麼回事?可算是知道了手電筒能在我們黑暗看不見前方道路的時候給予我們光亮,但是你對手電筒光亮的傳播到底了解多少呢?如果你打開手電筒朝著天空照射,不管是一秒還是一分鐘,或者是一毫秒的時間,手電筒發出來的光都將會繼續傳播,除非有一種情況就是光與其他物質發生碰撞被吸收掉了,否則的話他們將會在宇宙中進行無限的前進傳播。當我們打開手電筒的時候,就會發出明亮的光照,但是當我們關閉手電筒時,仿佛這個光照也會隨之就消失掉,所以可能因為這種現象,讓人們都會認為在手電筒關掉之後,之前照射出來的光照也消失掉了。
  • 手電筒的光在宇宙中能夠傳播多遠?和這顆恆星相比它可以忽略不計
    然而手電筒射出來的光並不能傳播很遠,那麼在宇宙中也是這樣嗎?如果一個人攜帶一支手電筒回到了古代,那麼這支在現代看起來非常普通的手電筒將會在古代受到追捧,因為對於古人來說他們從來沒有見過按一個按鈕就能發出光的東西,並且認為它一定是來自天上的神器。但是在現實生活中,我們一般只有在黑暗的地方才會用到手電筒。
  • 用手電照天空1分鐘後關閉,光去了哪裡?能到宇宙邊緣嗎?
    拿手電照天空這件事相信大家都幹過,手電啪一打開,一條直溜溜的光柱就直衝雲霄,在特別黑暗的夜晚還能看到天上被光打亮的雲朵。這時我們心裡就會想:光還跑的真是快!要是一直拿著手電筒照,這些光會跑向哪裡?地球以外假如有人的話,他們會不會被我的手電晃到眼?
  • 在鏡子屋內打開手電再關上,光會不會一直反射使屋內常亮?
    這是個很有意思的問題,鏡子能夠反射光是常識,而理論上說,鏡子與鏡子相對,它們也是會互相反射光的,即便是有散射,如果是四周都有鏡子,那麼,打開手電在關上,理論上光會一直被反射,從而使整個鏡子屋處於亮的狀態下。
  • 將手電筒打開並扔出去,手電筒裡的光會超越光速了嗎?
    所以,如果一個手電筒打開並扔出去,如果用牛頓的世界觀,地面觀測者看到的光的速度就應該是光速c+手電筒的速度,所以一定會大於光速c。可問題的關鍵是,牛頓和愛因斯坦的世界觀是不同的,具體來說,在愛因斯坦的理論框架內,速度不是單純的疊加。還是車子和小人的例子,如果用愛因斯坦的理論來計算,其實是下面這個計算公式。
  • 手電筒向夜空照一秒再關掉,手電光去哪了?它們會到宇宙盡頭嗎?
    在晴朗的夜晚,天上布滿繁星,如果我們拿著手電筒或者雷射照向天空,我們可以看到一束光柱飛向遠方。如果關掉手電筒,光柱隨之立刻看不見。那麼,手電筒發出的光去哪裡了?這些光是消失了,還是飛到宇宙中繼續傳播?
  • 手電筒朝著天空照射1秒後關閉,這束光能飛到宇宙邊緣嗎?
    小的時候就特別喜歡用手電筒照向夜空,可以清晰地看到手電光柱,但是這個光柱並不是無限延伸的,而是有一段距離,如果換成是光源更強的指示燈,這條光柱就會越長,當時就在想這束光在手電關閉後就消失了嗎?還是會繼續向遠處飛行,如果在遙遠的天體上有地外文明,那麼它們是否能在幾千年後看到這束手電光?甚至如果宇宙有邊緣的話,那麼它們是否會飛到宇宙的盡頭?當然了小的時候是沒有人來告訴這些問題的答案,但是隨著求學以及讀書學習,也得到了想要的答案。