上學的時候繪製光路圖時,我們通常是用一條帶箭頭的直線來表示光傳播的路徑和方向,於是就給了我們一個錯覺,光就是沿直線傳播的。如果不了解引力的話,這樣理解是沒有錯的,但是光其實是按「短程線」來傳播的。
光的本質其實是一種處於特定頻段的光子流,這時候我們來思考光的傳播究竟是怎樣?
其實光的直線傳播這種說法是建立在均勻介質和同種介質的前提下,所以我們稱為它是光的直線傳播而不是光沿直線傳播,而光如果在兩種均勻介質的接觸面上碰撞是會折射的,這個時候光就不是直線傳播了,這些傳播途徑我們可以用費馬原理來解釋。
總的來說光是可以沿前後左右上下各個方向傳播,光越亮就越不明顯看出,而光較暗的時候,發光體會根據照明參照物的距離而擴散,距離越遠,擴散的越大,所以光的傳播並不是特定的方向,與光的亮度、光與照明參照物的距離都有關。
我們認識引力之後,其實就可以更好地理解光的傳播了,光線是怎樣傳播的呢?
在愛因斯坦的相對論中,認為引力就是時空的彎曲所導致的,引力是由空間——時間彎曲的幾何效應,他認為由於時空會在大質量的天體附近發生畸變反應,會使光線在經過大質量天體附近時同樣發生彎曲。
就比如觀測者到光源的一條直線上同樣有一個大質量的天體,則觀測者會看到由於光線彎曲而形成的一個或多個像,因此在他看來光線在引力場中的偏折會形成引力透鏡的現象。