当我们打开手电筒时, 一束光柱伸向黑暗的前方, 手电筒的光源不断释放出无数的光子, 我们会将这些光子称作光, 光也将继续在空间中以光速的速度传播。

但如果我们关闭手电筒, 那些光又去哪了呢, 在黑暗中再也不会有它们的身影。

从科学的角度讲, 光又是如何传播的?

光是怎样的东西?

要想理解光的本质, 我们首先要明白光是什么, 其实光是一种特殊粒子与波动现象的结合体。

在微观层面上, 光由一种被称为光子的基本粒子组成。

光子可以被看作是电磁波的量子单位, 就像粒子可以是物质的一种基本组成部分一样, 光子是构成光的基本单元。

所以在某种意义上说, 光是由这种基本粒子构成的东西。

而且光子本身并没有静止质量, 这使得它们可以以光速在真空中自由传播。

因为光不是由物质粒子构成的, 所以它不需要通过物质介质进行传播。

它是一种能量存储和转移方式, 而不是物质。

当我们将手电筒打开时, 就是将其内部储存的电能转化为光能并释放出来, 这就是为什么手电筒能够发出明亮的光线的原因。

手电筒发出的光就像一条能量流, 正在穿越空间并与环境交互。

无论是从近似的宏观概念还是微观粒子层面来看, 光都是一种复杂而有趣的现象。

这使得它成为物理学家研究的重要领域之一。

当我们观看手电筒发出的那一道道闪烁光亮时, 我们实际上是在见证能量与环境之间持续交互、影响和变换的美丽表现。

不过我们将这些光称作“光”已经足够了。

不管我们怎么定义他们又有什么关系呢?

但是我们还是应该了解一下他们的特征及其传播形式。

当手电筒打开后, 只要没有其他物体阻挡光源, 我们都可以看到前方黑暗中的光柱。

这说明光能够透过空气进行传播, 不过这并不是它唯一能够穿透的物质。

在许多情况下, 光传播会受到多种因素的影响, 并展示出不同的行为特征。

1.折射

折射是指当光线从一种介质进入另一种介质时, 由于介质之间的密度差异或折射率差异, 光线改变传播方向的现象。

例如, 当我们将手电筒照在水中时, 会观察到光线在空气和水界面处向下弯曲并折射进入水中的现象。

折射现象可以用斯涅尔定律来描述:

n1sinθ1=n2sinθ2

其中n1和n2分别是两种介质的折射率, θ1是入射角度, θ2是折射角度。

2.散射

散射现象是指当光线遇到物体或微小粒子时, 会发生改变传播方向并以随机方式扩散出去的现象。

然而人眼却无法察觉光源和空气之间会发生散射现象。

如果空气中存在微小物体或微粒(如雾、尘埃、烟雾等), 散射现象就会变得更加明显。

然而实际上却并不是这样, 如果没有微小粒子或微粒存在的话, 我们在人眼观察所处的环境中也无法发现任何光柱。

这是因为在这样的条件下, 散射现象非常微弱到达不到人眼所观察到观察期望的一种程度。

3.漫反射

漫反射是指当光线照射到不平整表面时, 则会向各个方向散射。

这个现象与将一定力道投掷到地面的球体相似。

随机方向性的折射与散射使得物体表面散发出来的一部分更容易被人眼观察到。

而要注意的是这些现象并不具备唯一性。

例如如果我们希望观察到这样的现象而进行实验的话, 我们可以用激光笔照射一个白色墙壁表面。

激光笔发出的激光束会在墙壁上形成一个明亮而清晰的点或者各式各样美丽的图案。

这一过程正是通过波动来实现美丽的一种方式。

而我们现在所理解的一切也都来源于这些经验与认知。

在我们的认知中将这些简单又普通的经验积累起来并加以总结提炼陈述出来。

那么当你关闭手电筒后会发生什么呢?

显然在你眼前突然没有了明亮的光源后只剩黑暗。

但从环境层面来看, 并不会精确地结束这一过程。

因此这些激光并不会消失。

如果你看到的是一个明亮的圆形点或者图案出现在白色墙壁上。

假如我们用相机拍摄这一画面, 只有此时这一幅画面才会留存下来。

但如果黑暗再次降临的话就再也无法观察到墙上的画面了。

然而实际上这些激光离开了手电筒后实际上这些激光会在空间中继续向外传播, 直到被其他事物所吸附或者消灭干净为止。

因此为什么观察墙上的图案或者圆点存在这些条件才能存在:

第一、只有在黑暗或环境不够亮才能观察到;

第二、这样才能确保图案不会被其他事物影响;

第三、墙壁必须具备与激光之间良好交流条件才能保证图案存在;

第四、提高可能性与可见性的条件就会导致产生一些其他结论或现象。

那么我们回归前面我们的问题呢?

其实未必在你关掉手电筒后就消失了很多人会说:“明明我的眼前是黑暗一片啊。”

但事实上你看不见是不代表那些激光已经消失了。

虽然黑暗可能代表不存在或者什么都没有;

但实际上黑暗仅仅是没有更多信息罢了。

于是我们只能总结下面的一些条件:

1.如果空间完全无阻碍的话激光会顺着他们原来的方向继续照耀着;

2.如果空间里有其他事物存在我们就无法看到原来的图案或者点;

3.而且这些事物还会吸附或反弹激光;

4.但是正如前面的总结一样如果你想看到原来的状态的话就需要特定条件才能达到这样的目的。

白色墙壁需要具备好的与激素交换性能才行。

白天看到黑夜真有道理?

人们将世界上所有看得见得东西称作“有形”而将看不见得称作“无形”, 但实际上具体区分起来是不准确的。

因为“看不见”未必代表就没有;

而“看得见”也未必代表一定有;

所以因此想到一句话:“白天看到黑夜以及黑暗。”这句话是否也是某种道理?

我个人认为这句话只是用来提醒人们相信某种可能性。