光源没有了,光还存在吗?

网友解答: 首先给出问题的解答:光源关闭,或者消失之后,如果没有与其他物质发生相互作用,光就会一直向前进发,可以到达宇宙深处。大约在2012年,麻省理工做了一个非常有意思的实验:用高速摄

网友解答:

首先给出问题的解答:光源关闭,或者消失之后,如果没有与其他物质发生相互作用,光就会一直向前进发,可以到达宇宙深处。

大约在2012年,麻省理工做了一个非常有意思的实验:用高速摄像机反复拍摄激光脉冲穿过水瓶的画面,每次拍摄的时候,时间差稍稍偏移一点点。同时,摄像机的曝光时间也非常短。下面几张图片是他们的拍摄结果:

注:从这里可以推测他们试验中,快门的时间。可以看到,拍摄到的光斑大约在3cm左右,这个时间则是1*10^(-10), 也就是一除以一百亿。这也正是一些媒体说的「每秒拍摄一百亿帧的来历。当然实际并不是这样」

这个实验很直观地展示了光的「波包」在空间中是如何运动的——不需要光源的推动,自己就能直接向一定的方向运动。

而按照我们平时的经验,关掉了房间里的灯,房间内就一片昏暗,有人便以此推断,没有了光源,光立刻就没有了。但要注意,光的速度非常快,极短的时间内,已经和墙壁发生了大量的相互作用,包括反射、吸收。墙壁上的分子会吸收光,进而变成某些激发态,从而又以特定的频率释放出来。通常来说,关掉灯之后,墙壁发射的电磁波,其频率分布会稳定在类似黑体辐射谱的样子——在室温下,其频率主要集中在红外波段,人是无法看到的,同时,它的辐射量也是很低的,也很难探测到。光在产生之后,若没有与其他物质、场有相互作用,是不会无端消失的。

网友解答:

光源和光的性质究竟是什么,是理解这个问题的关键。在我们日常经验中看来,灯一关掉光就没了,这跟光的两个性质有关系,一个是速度,光速非常快(30万千米每秒),另一个是光线的吸收。

光速的大小,对它的测量有着漫长的历史,比如在16、17世纪之交,意大利物理学家伽利略就做过测量光速的实验,在两个邻近的山头上,两个人拿着灯笼,轮流遮挡灯光,以此作为信号让另外一个人做同样的动作。可想而知这个实验是失败的并没有能够出来光速大小,但是伽利略由此得出结论,光的速度是相当大的,至少比以前人们凭经验估计的要快得多。所以仅凭日常使用的那些测量手段,是不足以测量出来光速大小的。这就导致了关灯的时候我们的第一个感觉,光源一灭光就没了,因为光速实在是太快了,无论你离灯光有多远,只要是日常经验中,火一灭,光就没了。

另外一点是我们周围环境里的各种物质都会吸收光线。你就是光不仅仅能够发射(通过燃烧、电灯丝加热等各种方式),还能够被物质原子分子重新吸收回去,同时伴随着电子能量的提高,这个吸收过程也是我们的肉眼难以分辨的。所以光在我们周围,比如房子里面,是不能够保持下去的,发射出来之后会迅速的被吸收。但是有些光线却是能够永远存在的,条件就是它永远不要撞上任何物质。在空旷的太空里可以实现这种。比如来自137亿年前的宇宙微波背景辐射,或者几百几亿光年之外的星系、恒星光线,我们能够看到他们就说明他们已经存在了非常漫长的时间。

同样,地球上发出的光线也一直在宇宙中传播(只是相当的微弱)。同样的道理,我们也能够看到其他行星上的光。所以我们在看任何距离的时候,你可以用光经过的时间来表示。比如光年就是光在一年中走过的距离。太阳光到达我们需要8.3分钟,这段距离可以叫8.3光分。

所以在我们日常经验中看到光元没了,光就消失,是因为光速实在是太快了,我们周围的环境又实在太小了,也太复杂了。所以光线发射出来之后,几乎立刻就撞上了其他物质而被吸收殆尽(一部分撞到了我们的眼睛里,让我们可以看见物体。)

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