在一间封闭的黑暗房间里,打开手电筒又关掉,房间马上又变成一片漆黑,那些发出去光跑哪儿去了?
这个问题看似简单,要说起来还是有点复杂的。要说清楚这个问题,我们先来对光做一下简单的了解。
1:光线其实是光子的运动产生的。
2:光子是基本粒子,具有波粒二象性。(既是粒子也是波)
3:光波的本质是电磁波,它既可以被其它物质吸收也可以被反射。
4:光在不同的介子里传播速度不一样,在真空中传播速度为每秒30万公里。
5:根据不同的波长,光可分为:红外线光、可见光、紫外线光、x射线光、伽马射线等。可见光在整个光谱中只占很小的一部分,也就是说,大多数的光是我们的眼睛看不到的。
在对光的基本特性有了一定的了解后,现在我们就可以来讨论这个问题了。
从以上几点中我们知道光的速度很快,达到了每秒30万公里的速度。这是一个什么概念呢,打个比方吧,我们的地球周长大概4万公里,光一秒钟可以绕着地球跑7圈半。假如你想和光来一场比赛,就算你一公里跑4分钟吧,一个小时就是15公里,你跑地球一圈要2666.7小时,7圈半要20000个小时,833.3天,2.3年。也就是说,你千辛万苦,披星戴月,马不停蹄,累死累活的跑了两年多的路程,光眨巴一下眼睛就跑完了。再看看你这两年多下来都变成了什么样子,衣服脏兮兮的破烂不堪,像拖帕一样一条一条的,全身伤痕累累,两眼凹陷,颧骨突出,除了那张破皮全是骨头,没一点肉。你最终成功的瘦成了一股风,从小白变成了小黑,估计长发都快及腰了。你说你干点啥不好,非要去和光赛跑。你不服也好,你委屈也罢,谁叫你是人,它是光呢。不过要是当初你和光同时出发,人家光子已经在这里等了你两年多了。你就知足了吧,没饿死你已经是万幸了。
好了,回归正题。光速很快,但也是要花时间的。在这样一个漆黑封闭的房间中,你打开电筒,一束光射了出来,整个房间都照亮了。当你关掉手电筒,房间马上又黑了。其实这是有时间差的,下面来分析。
一、在你关掉电筒后,那此已经发身出来的光子并没有马上消失,它们从电筒出来以后,在空间中以直线运动(电筒到墙壁之间),然后一头撞上墙壁,立刻又被反射。这个反射是凌乱不规则的,因为墙壁不平整。这个要说明一下,墙壁对你来说可能是平整的,但是对微观世界的光子来说可不是,这就好比你在高空中把豆子撒向丛山峻岭。所以光子会被反射到各个方向,从本来很集中在一起的一束光变得分散开来,这就好比光被稀释了一样,看上去变淡了,不明显了。这就是光子被反射后的效果。
二、前面说了,光即是粒子也是波,光波就是电磁波,它可以被物质吸收也可以被反射。在光子被反射的同时还在被墙壁、地面,天花板,包括房间中的物品和房间中的你吸收。根据物质的不同,吸收量也不同。在这个房间里就算只有百分之几的吸收,但是房间只有这么大点,这个不停的反射吸收也是极快的,一瞬间就可以完成。
三、光子携带能量,当被物质吸收后,物质的能量就会升高,表现为温度的升高。只不过这点能量太微不足道,我们感觉不到。同时我们知道能量要守恒,这个现象我们可以理解为是光能转换成了热能。物质吸收能量后也不是就这样算了,它也会发出能量,以辐射电磁波的形式消耗能量。在这个问题上,因为它吸收得不多,所以辐射也很弱,以一种很低的波段向空中辐射,这个波段不在可见光谱内,所以我们看不到。所以,在这一点上,你可以理解为可见光被转变成了不可见光。
四、我们要知道空间并不空,它并非一无所有,里面有很多我们肉眼看不到的漂浮物及细小颗粒。它们同样起到上面三点所说的作用。
综上所诉,把以上这三点结合在一起同时思考,我们就知道光是怎么消失的,以及那些光去了哪儿。其中第二点是关键,光速那么快,几乎在你关闭电筒的同时,它在一瞬间就完成了无数次的反射与吸收,很快被吸收干净。然后像第三点说的那样进行热能转换。
这样我们就可以知道在这个房间中,由于光子自己跑得太快,在瞬间的晕头转向乱踫乱跳后,最终筋疲力尽被物体吸收一空,然后物体又把这些通过吸来的能量辐射到空间中。绕了一圈,最后还是还给了宇宙。
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