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用手电朝天上照射一秒再关了,手电光去哪了,

2019-10-09 09:22

问:用手电朝天上照射一秒再关了,手电光去哪了,是继续传播还是直接消失了?

光是也是一种物质,只要发生了,就不会无缘无故的消失。

用手电筒朝天上照射一秒,就产生了一秒的光,这秒光已经有299792458米长。当然这是在真空中传播的速度。光在空气中传播速度只有微弱的减小,是真空速度的99.992%,为299552816米。所以用手电朝天上射一秒钟,我们还是按大致的算法30万公里来计算吧。

这一秒钟的光段有30万公里长,会一直沿着直线向远处飞去,理论上,如果没有任何原子阻挡的话,又没有引力牵制的话它会一直飞到天荒地老,永不停歇。由于宇宙是个有界无边的球体,无限的曲率会使这束光围绕着宇宙一周,回到发出这束光的地方。

但宇宙太大了,可视范围就有930亿光年直径,不可视范围没有人知道有多大,因此这束光只会一直走下去,没有返回来的时候,因为那个时候宇宙早就毁灭了。

实际上,宇宙中的任何光线都无法永远的走下去,都会被吸收了。

因为宇宙中并不是什么都没有,在广袤的太空,尽管空间真空程度比地球制造的最高真空还要强上多少亿亿倍,但还是有稀少的带电粒子,每立方厘米还会有几个粒子,这些粒子都会吸收光线。

地球上人工制造的真空,在真空度几十亿分之一气压的电视机真空显像管里,每立方厘米空间还会有几百个亿个气体分子;科学界最强高能加速器的真空管道里,最高真空也只能达到每立方厘米上千个气体分子的水平。

光线是光子的运动,光子在穿透空气中或者真空中这些粒子的时候就会被吸收和衰减。

而且手电筒的光不但很弱,而且很散,用不了多长距离就会被散射消耗吸收掉了。

地球上空气密度很高,手电的光还没有出大气层就被消耗掉了。


即使在空气稀薄的太空或者到接近真空的太空去发射手电光,尽管太空粒子非常稀薄,但太空太广袤了,随便到一个恒星都是以光年计,算一算这每个立方厘米有几个粒子,一光年距离要穿过多少立方厘米的空间?

另外,太空中还有星云个各种天体,手电这点微末之光无论遇到什么也被掩映和淹没了,如果遇到黑洞直接就被捕捉吸收了。

所以这束手电之光在整个宇宙中实在是他渺小了,在宇宙中,就是我们地球反射之光甚至太阳之光,也几乎可以忽略不计。

上世纪美国登月时在月球上安装了几个激光反射器,用于人类测量地月距离。科学家们用红宝石激光器,发射的脉冲激光功率为千兆瓦,而且经过1米直径的望远镜准直后,发散角仅为2~4角秒,并用同一个望远镜接收回波,接收到的光信号也是极其微弱,在接受器的阴极面上只能产生一个光电子。用这套装置测距精度可以达到几个厘米。

月球据我们地球平均距离为38万公里。这么强大的激光并用望远镜准直接受,才能精确捕捉一个光子,想想手电筒的光就只能呵呵了。

有人做过一个模型测算,人类肉眼1亿公里的距离就很难看到地球了,在10光年的距离就基本看不到太阳了。

相比之下,手电筒的光在宇宙中穿梭,能走多远呢?自己想吧。

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有人说关闭了手电筒,光还在继续向前传播,意思是关闭电筒,光还是存在的,继续向宇宙传播!我可以这样简单粗暴的理解吧。那么,在一个不大的密室内,室内的墙面地面顶面全部贴上镜子,我们拿着手电筒,斜着对墙面进行照射,我相信这个屋子里会立即充满光线,这时候我关闭手电筒,是不是这些光还会继续传播,导致密室内还是充满着光线?还是密室立即回复黑暗状态?

我想起这样一则笑话,一群博士专家讨论一滴水从万米高空坠落,砸到人的脑袋瓜子上会怎样,这些人开始了科学的论证,从加速度到距离开始论证结果是能轻易的击碎人的脑壳~一大爷路过说了一句,你们见过下雨吗?

狭义相对论有两个基本假设,其中一个是光速不变原理,可以这样理解:光子一诞生就以光速运动,没有任何加速过程,不会因任何参照系而改变,天大地大,光子最大,这个宇宙中所有的一切,都是以光子永不停息地以光速奔跑为基础!

理解了这个,题主的问题就迎刃而解了:用手电筒朝天上照一秒钟马上关掉,手电光去哪儿了?手电筒打开,光子诞生,没有任何加速过程,速度已是30万公里/秒,一眨眼就出了你的视线范围,到遥远的宇宙中流浪去了。如果你对着月球照的话,嫦娥可能已看到你发来的信号了。

当然,由于地球大气层的原因,一些光子可能会被空气中的尘埃粒子吸收后散射出来,不断衰减,最后转化成了其它能量。而进入太空的,就会一直沿着直线在太空中漫游,直到最后被其它物质完全吸收。

所以它当然不会直接消失,而是会在太空中不断传播,也许未来某一天也变成微波背景辐射呢?

理论上肯定会继续传播,只要不被其他物质吸收,会一直在浩瀚星际空间传播下去。但关掉手电筒时我们当然看不到它发出的光了,因为光线早已经以光速飞向远方了!

但实际上手电筒的光很难不被其他物质吸收,能量也会变得越来越弱,特别是在地球上充满大气和尘埃的环境里,手电筒的光几乎不可能冲出大气层,因为手电筒的光为可见光,波长相对较长,能量就相对减小,很快就湮灭大气层中!

而对于外太空进入地球的各种波长的光来说同样如此,必须经过大气层的层层过滤后才能到达地面,这也是为什么要想观测到更准确更清晰的外太空画面,需要把望远镜发射到太空中,这样做可以避免大气层的过滤和干扰!

同时,能量极强的光可以在宇宙中传播很长时间,比如说上世纪60年代观测到的“宇宙微波背景辐射”,就是宇宙大爆炸的第一缕光线经过漫长的宇宙穿越后残留在宇宙中的光,严格意义上已经不能称为光了,由于宇宙空间的持续膨胀,第一缕光的波长已经被拉伸到微波了,在地球上我们用肉眼根本看不到!

理论上来说,光永远不会消失,所以手电筒发射出去的光,会以光速往前运动,一直飞到宇宙毁灭为止,不过在现实当中,手电筒发出的光,并不会一直存在下去,因为宇宙中有许多的物质,这些物质可以吸收光,所以手电筒发出的光,并不会飞很远。

其实在我们这个大气层当中,有许许多多的看不见的物质存在,例如说一些尘埃颗粒,水蒸气等,当光碰撞到这些物质的时候,有一部分会发生散射,那么散射会改变光的前进路线,不过这些散射出来的光,仍然属于手电筒发射出来的,只是改变了传播的方向而已。

那么除了散射之外,还有一部分的光会被吸收,既然光被吸收了,手电筒原来的光,可以说是消失了,但也可以说没有消失,因为光被这些物质吸收之后,会让物质的温度升高,然后物质又会重新释放出光子,这些光子当然是继续传播,然后不断的重复,刚才那个过程。

所以从这个角度来说,手电筒发出的光,永远都存在,手电筒发射出去的光子,会被物质不停吸收,释放,吸收,释放,这个过程就是无限循环的,但从某种角度来说,这些重新释放出来的光子,已经不是最开始,手电筒照射出去的光子了,所以我们手电筒发射出去的光,或许可以说是消失了....

用手电朝天上照射一秒再关了,手电光去哪了,是继续传播还是直接消失了?

无论是过一秒再关还是过一分钟再关,于结果都影响不大,唯一有差别的是两者发射出光子总量是不一样的,当然照射时间长一点的那一次的光子行进到宇宙的尽头概率高多了.....

从实际操作上看这其实很难,因为从跌落到低能的电子释放出光子后,就在被外界各种因素所吸收,比如我们周围的大气以及各种悬浮颗粒,常说的PM2.5就有这个功效!另外从大气层进入太空后不要以为就万事大吉了哦,太空中并非空无一物,其实在每立方厘米中也有高达数十个原子,即使在本星系群的星际空间中,仍然有0.5-1个左右的原子.....因此光线在行进过程中碰撞到这些原子的话,一样会让这些原子中的电子跃迁到更高的能级,当然是否会跌落发光这就要看这颗光子的频率了,而手电筒的这点微末道行是远远不够的,并且理论上看到大如此距离的也就数个光子而已了,其携带的能量甚至可以忽略不计......

但假如我们忽略掉这些影响的话,从理论上看,只要手电筒那一束光发出后就再也不会停止,一直将运行到宇宙的尽头,而对于这束光来说,它从手电筒出发和到大宇宙的边缘,所需的时间为零,因为对于光子来说,时间是凝固的,每一个普朗克时间都是无限长的,但对于观测它的体系,却没有任何影响,从这一点上来看,当您关闭手电筒之后,您将看不到它到大宇宙边缘的那一刻,因为从此之后这束光将不再受你的控制,当然要提醒一下的是,它依然受到宇宙中的各种天体影响

比如经过巨大天体附近时会受到引力影响所弯曲,如果经过黑洞附近时有可能拐入视界将永远围绕黑洞运转,或者直接跌落黑洞成为奇点的一部分......

这就是这束光从手电筒出去之后的旅程,您想了解的都在里面了吗?

事实上,光的确是可以“切断保存那样子”的,好神奇的。宏观的想象一下就明白了,我们知道,我们看到宇宙中一光年以外的一颗星星发出的光是一年前发出的,假设这颗星星某个时候毁灭了,但是,在一年时间内,我们在地球上仍然能够看到它发出的光。

就象手电筒毁灭了,但它发出去的光,会在宇宙中永远存在,只不过人的肉眼无法追上它的速度。但是,手电的光很弱,光子在空气中不断地被反射吸收,在还没有进入宇宙之前早已烟消云散了。

光也是一种物质。就像往天上扔一把沙子一样,向上的拋射力终结时,沙子会落回地面。沙子是有型物质,可以落回地面,光是无形物质,光产生于手电筒,当关闭手电筒时,发射出去的光分散开了,变成了光分子,消失在太空了。没发射出去的光就留在手电筒的电池里。电池大,水桶一样粗的大电池产生的光束能当武器用,激光武器。夜间每人一把强光手电筒可以照射敌机驾驶员的眼睛。强光手电筒稀里糊涂的花花花一晃悠,敌机坠地,敌机驾驶员跳伞。激光武器还可以拦截敌人的导弹,使敌导弹失去目的性,又飞回发射方炸敌人去了。这些都是我们要研发的好武器。以后我们就不用发射导弹了,就发射激光点,使敌人武器的电子控制系统失灵,敌人的卫星也失灵了,真的是不战而屈人之兵了。




夜晚的时候用手电照射夜空,手电会发出一个慢慢发散开来的光柱,可以一直照到很远的地方,但是一关掉手电,光柱就不见了,这是为什么呢?

其实这并不是因为光凭空消失了,光怎么可能凭空消失呢?当打开手电的时候,光就以很快的速度传播了遥远的地方,但是手电一直开着,况且我们也看不到很远的地方,所以我们感觉不到它的传播。同样的,当关闭的一瞬间,最后的一丝光线就迅速跑到了很远的地方,跑到肉眼看不见的地方,就会产生消失了的错觉。

光速是宇宙间最快的速度,每秒钟可以传播30万公里,光一秒钟可以绕地球七周。这么快的速度对于人来说完全感觉不到其传播,关闭手电的一瞬间光就迅速地跑到了很远的地方。

宇宙间的天体通过自己发光或者是反射光而被我们看见。我们能够看到遥远的星系,在于星系发出的光传播到了地球,在这个过程中,发出的光经过了发散,经历了其它物体的吸收以及反射作用,能够到达地球的光子数很少很少。距离地球一光年外的星球发出的光需要经过一年时间的传播才能被我们看见,我们看到的星球,只不过是它一年前的样子,为了看到它们,就必须用到天文望远镜。

天文望远镜有光学望远镜和射电望远镜。远处星体传来的光在地球上受到地球大气层的反射和削减作用,导致想要看到更远的星体,在地球上观测就已经不太现实了,所以就有了空间望远镜,比如说90年代美国发射的哈勃望远镜,迄今为止已经为人类传回了很多的宇宙图像,是目前能看得最远的空间望远镜。望远镜的聚光能力随着口径的增大而增大,口径越大就越能够看到更远更暗的星体。而相比于地球上的环境,空间望远镜能够接收到更宽的波段,没有了大气抖动,分辨本领也得到了很大的提升。比较远的星体,为了得到其清晰的图像,通常需要经过几天时间的曝光。

手电的功率并不是很大,聚光能力也不强,所以发出的光柱光子密度也不是很大,而哪怕是强光手电,能够传播的距离也是很有限的,传播的过程中会受到吸收和反射,同时光也会发散,光子可以被吸收从而转化成其它形式的能量,但也有少量的光子可以传到很远的地方,甚至是一直传播下去。

发光起点的发光源,靠的是起点电能的电能大小来决定光能所能到得的目标地点的。手电筒的光柱只所以照的远,是反光照收积了灯泡的散光电离子后的相互作用力后才照的远的。电离子虽然很细小,但它在空间中同样是一个物质能。发光光源的光,本身是向四周齐射的。以人的双眼作为收视光源的起点来说;手电灯泡在四周人们看不见手电灯泡光时的距离,就是手电光能,对这个人双眼光能起到最远的接收距离。各人的视力不同,这也是手电灯泡对这个人双眼接收光能的作用距离作用力的不同。手电电源关掉以后,人们看不到光源点,是光源点的光离子也不在对这个人的双眼发出光离子的作用力了。这个手电光的光离子光普前方,只要有超强接收能力的电离子光普接收器时,是能够接收到这个手电灯泡的光离子光普的。接收不到,只能是这个接收器的分变强度不够。咱们国家的天眼,只所以能够变别出百亿光年外不同恒星光源的电离子光普。是咱们的天眼智能接收器,有着对不同电离子光普超强的接收变别能力!谢谢!

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关键词: 电光 手电 朝天 一秒