在夜晚的时候,打开手电筒朝向天空射出一道光芒,一秒后关闭手电筒,那束光去哪里了?是继续传播呢?还是在关手电筒的那一刹那就消失了?
这个问题的答案是前者,即便一秒后你关闭了手电筒,光芒依旧会沿着既有的路径传播下去,直到能量被吸收完,以另一种形式存在,此时可以认为光芒消失了。
我们知道,光既是波也是粒子流,其本质是电子从高能级向低能级跃迁使其趋于稳定状态,这个过程中会以波的形式向外界释放能量,也就是光了,我们所见到的绝大多数的光线其产生的缘由都是如此,手电筒的光芒也不例外。
但是,我们地球有大气层,手电筒发射的光线肯定会被散射掉,损失大量的能量,如果是在阴天,手电筒发出的光芒不会冲出地球大气层,会在大气层内部被各种物质吸收、散射掉,转化为另一种能量存在于物质之中,即能量不会凭空消失。
如果是晴天或是晴朗无云的夜晚,手电筒发出的光芒是可能会有部分冲出地球大气层的,那部分冲出去的光,会以光速向着宇宙空间中前进,在前进的过程中,同样也会遇到一些星际物质、尘埃或大的天体,这些都会给光子的继续前进带来阻碍,终归是会被吸收掉的,可能会有极少一部分的光子,它们很幸运没有被吸收掉,但终归还是会淹没在宇宙的背景辐射中。
之所以会产生类似题目这样的疑问,原因很简单,因为关闭手电筒之后,我们就看不到那束光了,所以我们才会以为那束光消失了。其实情况是这样的:我们的肉眼之所以看到景象,是因为光线进入了眼球中,手电筒射出的光芒由于被空气中的尘埃粒子散射,部分的光进入到了眼球里,所以我们才可以看到那道光柱,当关闭手电筒之后,之前照射出去的光芒早已奔向了远方,你看不到了,误以为它消失了。
讲个有趣的例子,如果你在太空中向着前方打开手电筒,你是看不到光的,你根本无法分辨手电筒是否被打开了,除非你将手电筒对着你自己,这样才可以看到,这是为什么呢?因为太空中是真空环境,没有足够的粒子来散射手电筒的光芒,所以光会一直向前进,不会进入到你的眼睛里,因此你看不到手电筒发出去的光,手电筒对着你的脸才可以看到光。
文/科学船坞