关于光,我们把手电筒关掉之后,手电筒之前的光还在吗?

术帆科技

当然存在了,你可以这么理解:手电筒打开,里面发射出光子,当关掉手电,之前发出的光子依旧在“奔跑”,光子是否继续存在和手电筒没任何关联。

其实天上的太阳就是最好的例子

我们知道地球距离太阳1.5亿公里,一束光跑完需要跑8分钟左右。

这也说明了,如果太阳突然消失,那么我们最快只能在8分钟之后感知到太阳熄灭,这个举例等同于题主所提的问题。

补充:如果有一个反射率100%的盒子,在通光之后立即密封,那么里面的光是否一直存在?

答案是肯定的,因为两个条件:反射率100%、密封

这样就保证了,光子既不会被盒子内壁所吸收,也不会从盒子里溜出去。虽然这个盒子内部一直存在着光,但从外部看依旧是黑色的,因为不会有光子飞进你的眼睛,否则就不符合反射率100%以及密封的要求了。

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赛先生科普

侯宝林有段著名的相声,两个醉鬼聊天,一个打开手电筒让另一个顺着光柱爬上去,另一个说:“别闹,我爬上去,你一关电门,我掉下来了”。题主是受这段相声启发吧。

先抛开手电筒不说,抬头看看太阳。我们都知道太阳距离地球大概1.5亿公里,光从太阳发出到达地球需要大约8分钟。如果太阳此时此刻突然熄灭了,我们抬头看向天空,不会察觉到任何异样。大约8分钟以后,我们才会看到太阳黯淡下去。

手电筒和太阳本质上是一样的,都是所谓光源。光的本质是电磁波,所以光源本质上就是一个发射电磁波的源头。你也可以把光源理解为不断射出子弹的枪口,当枪口停止发射,子弹会消失吗?当然不会。

当然光并不等同于子弹, 光具有波粒二象性,即它既是波又是粒子。那么你又可以把光源理解为一个在湖面上不断向外放射水波的振动源。振动源消失的同时,水波并不会马上消失,而是不断向外传播,直到衰减至平静。

回到侯大师的那段相声,实际上,光本身具有动能,照射到任何物体,都会和物体相互作用而对物体产生所谓光压效应。也就是说,如果手电筒的光足够强,那个喝醉的哥们还真可能顺着那道光爬上去。而且只要他爬的足够高,比如说,100光年那么高,那么即使关了手电筒,他也要100年以后才会掉下来。


罗生物语

这有几种可能,首先必须说手电筒的光着照向哪里?如果是照向地面的话,那么在关闭手电筒的瞬间,光就没有了,如果是照相太空,而且天气十分晴朗的话,那么虽然你的手电筒已经关闭了,但是之前发出的光还是会继续跑下去点,而且还会跑好一阵子的。



那么为什么手电筒照到地面上的光关闭后立即就没有了?而照向外太空的光却能好下去呢?这是因为手电筒的光照到地面或者其他物体上的时候被物体阻挡并吸收了,可能很多人会好奇,觉得物体怎么会吸收光呢?其实想想道理也很简单,光的速度是非常快的,每秒30万公里,但是光子非常小,质量也非常微小,甚至科学家认为光子如果不运动的话都是没有质量的,那么当手电筒的光照到物体或者地面上时,在微观的层面,实际上是光子撞击到了原子,当光子撞击到原子上时,由于原子核中的质子和中子的质量比较大,所以光子就作为能量能量被轻松吸收,并且不会发生大的变化,除非光子非常非常多,比如激光发出的光就能摧毁物体,就是因为它发出的光子太多了,但是手电筒发出的光远远达不到这种程度,但是手电筒发出的光的光子打到围绕原子核运行的电子上时,却能加速电子的运动,因为电子的质量非常小,据说只有质子的万分之三,但是仍然比光子大得多,所以光子打到垫子上时能被电子吸收,这能加速电子的运动,但是并不能把它打出去,这时被加速的电子就会从低能级的内层轨道跃迁到高能级的外层轨道,原子的状态变得活跃和不稳定,这就是我们抚摸一些阳光下的物体比不在阳光下的物体感觉热的原因,同时这也是一些物品或药品不能直接在阳光下照射的原因,因为光子的照射会微观的层面改变物品或药品的状态,加速其变质的速度。

但是并不是所有的物体中的分子和原子都会吸收所有的光线,当光子打到物体上时,微观层面发生的事,就是一部分光子被原子核和电子直接吸收了,也有一部分会被发射出去,然后被释放的光子又会撞击其它物体,再次减少其数量和能量,光子的衰减大体就是这样一个循环渐变的过程,所以照射的地面和物体上的光会立即消失。

但是照射到太空中的光线却不一样,因为太空中的环境接近于真空,光子前进的路上,受到的阻挡很少,平均数立方米才会有一个原子,所以光线常常会一直奔跑下去,这也是我们之所以能看到几十上百亿光年外的发光物体的原因,但是手电筒的光线还是很弱的,它发出的光子数量并不多,当它的光子被太空中的物质完全吸收后,它的奔跑也就结束了,但是它奔跑这个距离也很可能会远达几十光年。


科普大世界

我们可以先把这个问题放得很大,或许会好理解一点。假如太阳突然熄灭了,远在地球的我们根本不可能立即就知道,为什么我们的反应这么迟钝呢,因为太阳和地球的距离实在太远了,连跑的那么快的光都要花8.3分钟左右才能跑完。(按照c0=299792458m/s的光速,以及149597870千米的日地距离)

也就是说,当太阳熄灭的那一刻后的八分多钟,我们依然可以看见太阳光,只不过这个时候的太阳光某种意义上已经是幻象了,这和我们经常说的“天上早就死去的星星 依旧在夜空闪亮 穿越千万年的光来到你的身旁”是一个道理,是不是有点恐怖的感觉,因为宇宙真的太大了,人类也真的太渺小了。

回到题主的问题,作个不严谨的比喻,其实手电筒就是小太阳,一个小的发光体,当我们关闭它之后,它的光是立刻消失,还是继续向前走呢?

按照太阳的这个例子,既然都是光,那原理也应该一样,手电筒的光确实会继续向前走。

只不过手电筒的光和太阳光相比,威力真的是太小了,而且地球不存在绝对的真空环境,光在往前走的时候,必须会伴随着消耗,也就是折射、散射、和衰减转化的一系列过程。

在我们关闭手电筒的那一刻,手电筒的光会继续向前走,但也会在极短的时间内就消耗殆尽

,短到我们人类的肉眼都难以捕捉,从这个角度看,说它是“立刻消失”似乎也有一定正确性。

不过话说回来,根据能量守恒定律,光又是永存的,只不过是以你看不见的其它形式。

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如果我们把这个问题稍微改一改,不是关于光而是关于水龙头的。一个人,开着水龙头往外喷水。突然,关住了龙头,这时候已经喷出去的水,是会突然消失,还是继续往前跑呢?

知道结果的自然已经知道了,不知道的您也可以去试一试。

这个问题这么简单,那为什么把水换成了光,就搞不清楚,就要跑到这头条上提问呢?就是因为,光实在太快了,一秒钟能绕地球跑7圈半。你的手电筒发出去的光,不到万分之一秒,就已经无影无踪了。

那我们到底怎么样才能真正观测到,光的足迹呢?

答案就是,借助科学的力量。

麻省理工学院媒体实验室与化学系的巴文迪实验室在2011年,发明了一种高速拍摄技术,可以获得等效于每秒一万亿帧(1,000,000,000,000fps)的影片。这相当于两帧之间的间隔仅为1皮秒(皮秒为万亿分之一秒)。在这么短时间内,光只能传播0.3毫米。好比那孙悟空,一个跟斗明明十万八千里,但对于这台摄像机来说,哼哼,还在手掌心里呢~

借助这一高科技,我们现在已经可以清楚地看到,光在离开光源之后,一点一点向前蠕动的景象。可以说是十分令人惊叹了。

比如上图,就是一束激光穿过一个可乐瓶。

这是一束激光被镜子反射的视频。注意,镜子画歪了。

如上图,光在不同介质中的速度会不一样,而这一现象也能被这台高速摄像机观测到。

还可以看到折射现象。

这一小团光,有头有尾的,很显然是激光开了一小下,有关了,发出的光。换言之,拍这些照片的时候,这激光器是关着的。但毫无疑问的是,我们还是看到了这些光。


现在我不说,聪明的你来回答:

关于光,我们把手电筒关掉之后,手电筒之前的光还在吗?


IvanZhu


不管什么光都会一直传输下去,只是有些光强大,就传得很远;有些光很弱,传不多远就难以识别。

宇宙目前观测到的最远发光体是138亿光年,也就是说,那里的星光走了138亿年,才被人们观测到。光在真空中传输的速度是每秒钟约30万公里,一年走9.46万亿公里,走了138亿年,你算算传了多远距离?



手电筒的光是散射的,传不多远就看不到了,有几个原因。一是空气会对光发生衍射现象,二是人的祼眼看不了多远。如果在真空中,又借助足够大的观测仪器的话,理论上手电筒的光也会在很远的地方看到,但前提是途中不能被比手电筒更强的光线干扰。如果你关闭了手电筒的光,观测者的距离有多少光距,就会延迟多久的光亮。比如观测者距离手电筒光源1光分,手电筒关闭后,观测者会延迟1分钟才看到手电筒熄灭。

前面反复提到的观测者才是关键因素。这个宇宙的所有事物发生变化,都是因为有观测者的存在,是观测者观测的记录。如果没有观测者,一切皆为乌有。手电筒的光线也不例外,哈哈。



时空通讯

两天前我就看到了这个题,心里一直放不下,总想答一下,今天终于有时间来回答这个问题了。小时候特别喜欢玩手电筒了,拿着照这照那,甭提多高兴了,那个年代真象赵本山说的手电筒也算个家用电器了。


那时特别羡慕多节的手电筒,特别是用新电池,夜晚向天空照射会出现一道光柱传向云深不知处,心里常常想这道光能最终到哪呢?真想踩着这道光上去一探究竟。

嗨,还真有人开玩笑说,谁敢沿着这道光爬上去一关手电他就摔死了。虽然这是个玩笑话,但人们心中都认为手电筒关掉之后,之前的光就不存在了。事实到底如何呢?

我们之所以能看到光源发出“光柱”,是因为光源发出的这道“光柱”不是单个光子扫过空间的拖曳,而是光源连续不断发出的光子组成的宏观光幕效应,是人眼的“视觉暂留”。而割裂下的任何一块光却是没法观察到的,因为光的速度实在是太快了,奔向远方转瞬即逝。一旦关掉手电筒,就相当于切断连续的光子,光幕效应消失,手电筒关掉之前的光转瞬即逝,所以眼前看不到光,但手电筒之前的光还在。那么这些光到哪儿了?在回答这个问题之前,咱们先来了解一下光的本质和有关原理。

我们都知道光具有波粒二象性,波动性占主导,光在传播的过程中不能只考虑它的粒子性,还要考虑它的波动性,光以电磁波的方式进行传播,光实际上就是电磁场。所谓的电磁波就是变化的电场感应出变化的磁场,变化的磁场再感应出变化的电场……,场是什么?,场就是时空,光就是时空。这从另一点也能得出这个结论,我们都知道狭义相对论的“光速不变原理”:光速是宇宙中最高的速度,光在任何参考系中速度是不变的,它跟光源或观察者是否运动无关。由此可见时空具有相对性,光和时空紧密联系,我认为光就是一种时空属性因子。光的传播与介质时空有关,但光波经过介质就象水波经过水一样,传递的是能量,而不会改变水。


我以前讲过光速应该叫“介速”,是光触发了介质时空的振荡,不同的介质有不同的“介速” ,都说光在真空中传播不需要介质,实际上我认为真空也是一种介质,所以光子或光波的传播只与介质时空有关,而与光源无关,光源只要发出光,那么光源它运不运动都影响不了光,光源它关闭不关闭也影响不了光的传播。即使手电筒关掉了,光还在时空中振荡传播,直到碰到不同的介质,最后得到不同的结果。第一,如果手电筒发出的光是射向透明的介传,比如说真空、空气、水、玻璃等等,光会触发这些介质并在其中振荡传播,当然在不同的介质速度不定:在真空中将近30万千米/秒,在水中为22.5万千米/秒,在玻璃中为18.7万千米/秒,在钻石中则为12.4万千米/秒,都太快,手电筒关闭后,光在这些介质中瞬间消失,因为光速实在是太快了,给人的感觉光是和手电筒关闭同时消失。如果真把光降到象有关报道上所说的16米/秒,那我们将会看到一缕光线冉冉离去的美丽景观。第二,手电筒的光射向不透明且反射性能差的介质,比如人体、墙体等等,会被吸收,可见光波(X射线除外)在这些介质中根本不传播,光子光波会把电磁能量留在人的身体上,这也是光照在人身上感觉暖和的原因,所以当手电筒关掉以后,光也同时被人或墙等吸收而无影无踪。光在这些吸收能力强的介质上表现主要为波动性。光在哪些完全不吸收也不传播的介质里情况又如何呢?这就是下面说的第三种:手电筒的光射向不透明且反射性能极强的介质,比如平面镜、太阳帆飞船上的那层反射性极强的涂层等。


它们几乎完全不吸收全部反射,这时的光表现为粒子性,光子具有动量,镜子和太阳帆对光子有一个反弹,我常常思考这样一个问题:假如有一个理想密封的屋子,内表面全是类似太阳帆的涂层,假定其反光率100%,当关掉手电筒后,手电筒之前的光会怎样?会在屋子里不停的反射一直存在吗?
我把这个结论留给大家……。


物原爱牛毛1

可以肯定的一点就是以前的光还会继续向前走。

为什么?

首先了解一下光的基本性质。光是直线传播的,但当光遇到另一介质(均匀介质)时方向会发生改变,改变后依然缘直线传播。而在非均匀介质中,光一般是按曲线传播的。光是沿前后左右上下各个方向传播的(偏振光),光的亮度越亮,越不明显看出,当光亮度较暗时,由发光体到照明参照物的光会扩大,距离越远,扩散的越大。光既有粒子的性质,也有波的性质,因而光有波粒二象性。

然后就是光能量,光是能量的一种传播方式,光源所以发出光,是因为光源中原子的运动有三种方式:热运动,跃迁辐射,受激辐射,前者为生活中最常见的。所以通常手电筒等这些弱光源发出光后,因为能量太小,会被迅速的被自然环境吸收散射。

我们看不见发出的光的原因是很多的。

一是从观测者角度来说:人通过肉眼来感测光,肉眼本就收到了许多的限制,只能能看见一小段频率的电磁波(可见光),而且人眼接收处理图像的帧数太慢,就好比告诉摄像机能拍摄到快速运动的子弹,而人眼什么也看不到。因而人一眨眼光就跑到不知道那个地方去了。其次是观测角度与位置,如果自己拿手电筒自己看,那基本上就是光与开关同时消失或者出现,还是前面的那个原因(光速太快,肉眼有限)。如果我们站的地方足够远,光要在几秒后到达,也许眼睛还能看到一丝闪光就没了。

二是从光源来说,我们用的功率都太低了,光在自然环境中会被迅速消耗能量,以辐射的方式被物体或者大气吸收,使他们温度升高,这也是微波炉的原理。

这个问题可以简单的换算成就是,如果太阳熄灭,那么我们地球会迅速变黑吗?答案肯定也是否定的,我们处于太阳8光分的位置,处于太阳光照射的“将来光锥”中,因而也要8分钟后才能受太阳熄灭这个事件的影响。

现在我们来理解什么是“将来光锥”?

如果有一个光脉冲从一特定的空间的点在 一特定的时刻发出,在时间的进程中,它就会以光球面的形式发散开来,而光球面的形状和大小与源的速度无关。在百万分之一秒后,光就散开成一个半径为300米的球面;百万分之二秒后,半径变成600米;等等。

这正如同将一块石头扔到池塘里,水表面的涟漪向四周散开一样,涟漪以圆周 的形式散开并越变越大。如果将三维模型设想为包括二维的池塘水面和一维时间,这些扩大的水波的圆圈就画出一个圆锥,其顶点即为石头击到水面的地方和时间(图2.3)。

从一个事件散开的光在四维的空间-时间里形成了一个三维的圆锥,这个圆锥称为事件的未来光锥。以同样的方法可以画出另一个称之为过去光锥的圆锥,它表示所有可以用一光脉冲传播到该事件的事件的集合


一个事件P的过去和将来光锥将空间-时间分成三个区域, 这事件的绝对将来是P的将来光锥的内部区域,这是所有可能被发生在P的事件影响的事件的集合。从P出发的信号不能传到P光锥之外的事件去,因为没有东西比 光走得更快,所以它们不会被P发生的事情所影响。过去光锥内部区域的点是P的绝对过去,它是所有这样的事件的集合,从该事件发出的以等于或低于光速的速度 传播的信号可到达P。所以,这是可能影响事件P的所有事件的集合。如果人们知道过去某一特定时刻在事件P的过去光锥内发生的一切,即能 预言在P将会发生什么。空间-时间的其余部分即是除P的将来和过去光锥之外的所有事件的集合。这一部分的事件既不受P的影响,也不能影响P。所以假定太 陽就在此刻停止发光,它不会对此刻的地球发生影响,因为地球的此刻是在太陽熄灭这一事件的光锥之外(也就是处于将来光锥中)

我们只能在8分钟之后才知道这一事件,这是光从太陽到达我们所花的时间。只有到那时候,地球上的事件才在太陽熄灭这一事件的将来光锥之内。

如果还不能理解,还有一个更简单的方法来验证,就是光的传播速度是由介质相关的。光在特殊的介质下只能跑每秒几米的速度,人靠跑步都能追上光。这时候用一束激光照射这个介质,然后在关闭光源,这样就能看见激光在介质中是以一段光束的形式在跑,很美妙的。


Mr生活家

我们关上手电筒之后瞬间世界就又回到黑暗,这一瞬间发生的事情,所以我们要问,到底是关了手电就没了光,还是光跑的太快以至于你根本看不到?

这要看怎么定义"消失",如果说以肉眼所能观察的极限来说,当关闭电源几乎同时光也就消失了。但如果要从光的其他特性来考虑比如电磁波的特性,光会继续传递,折射散射衰减转化等等很难说光就这么消失了。

光一秒钟能跑三十万公里,可以算一下关手电到光跑到你看不到的地方,总共才要多久?

手电筒发出的光是在频率上是连续的,也就是说有各种各样的频率,频率间隔很小。然后其中的某种频率的电磁波也不是不停的发射的,而是无规则的断断续续的,因为处在某个激发态的电子数量是有限的,向下跃迁的电子数也是有限的。举个不是很严谨的假设,B为高能级,A为低能级,B能级有10个电子,其中7个电子向A能级跃迁,发射频率为v的电磁波,这段电磁波的能量为7个频率为v的光子的能量和,很明显这段电磁波是一个脉冲(只是相比较我们经常听到的脉冲激光,这种手电筒发射的脉冲的脉宽要长很多,而且无规则,不可控),过一段时间,有电子跃迁补充倒B能级,B能级再跃迁到A能级,再发射一个脉冲,如果能像连续激光器那样形成动态的平衡(即B能级能及时得到补充),那脉冲的脉宽就会很长,就可以理解为连续发射频率v的电磁波。

发射出去的电磁波会继续一直传播,直到与物质相互作用被吸收。

只要没有东西阻挡,光离开光源之后肯定能继续传播,这些光子依然会以光速朝前运动。如果关掉手电筒,后续没有光子发出来,而之前发射出去的光子早已经以光速远离我们而去,它们不会进入我们的眼睛,所以我们什么也看不到,世界当然会变回黑暗。

不过,这里大家可能又会有疑问了,如果关掉手电筒导致黑暗是因为光子远离我们而去的缘故,那么,如果关掉房间里的电灯,为什么也会瞬间变暗呢?光子不都是在房间里,并没有逃离吗?

和上面一样,房间里的光子是逃不出房间的,但光子会被物体吸收、反射,最终这些光子的能量将会转化为热量,这个过程仅需百万分之一秒的时间。如果电灯开着,光子源源不断被释放出来,我们可以持续看到物体。然而,当电灯关掉时,在关灯之前一瞬间所发射出去的光子早已被物体吸收殆尽,所以房间也会随之瞬间变暗。

我们肉眼所看见的事物其实是通过光所携带的信息,反馈到视网膜形成图像返回给大脑。

用手电筒照出去,所看到是事物,其实是手电筒发出的光碰到物体,然后经过反射回来肉眼才能看到。也就是说手电筒发出那么多光,只有一部分反射回来的光才被我们看到,更多的光直接远离了我们的视线,这部分是我们永远也看不见的。

所以关掉手电筒之后,在关闭前那一瞬间的光消失之后,我们就看不见东西了。如果身处一个周围都是镜子的环境中,可能会迟一点,最终还是会看不见,因为光在传播以及反射时候被吸收、衰减。

光的传播也是一种粒子传播,具有损耗和扩散性,所以光的传播跟电磁波传播是一个道理,当你打开收音机收听广播时,电台正在播音,你就可以收听到广播的声音,当关掉电台电磁波发射传播,你是收不到的,因为没有发射源;

光的传播也是一样的,有源才能源源不断的供给光波传播,无源光波就成了无源之本了,由于空气介质,环境等因素对光能量的损耗和吸收而无法传播。所以说当打开手电筒点燃手电灯泡,发出光能量,照亮黑暗,当关掉手电筒又回到黑暗中,那是没有光能量的自然现象。

可见光的本质是一种电磁波,但同时又表现出粒子的特性,光的这种性质被称为波粒二象性。光波的载体是光子,这种粒子在真空中的传播速度大约为30万千米/秒,这是物体所能达到的最快速度。

我们之所以会看到手电筒发出的亮光,是因为手电筒发出光子不断进入人的眼睛刺激视网膜,然后在大脑中成像。


夜孤城

如果从佛教来说光源关闭之后仍然存在,因为佛法中时间都可以穿越,可以回到过去!你想如果不能做到那佛家的六通之一的宿命通岂非成为了空谈?!虽然我们有着许多肉眼无法看到的东西,但是它还是存在!


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