用手電朝天上照射一秒再關了,手電光去哪了,是繼續傳播嗎?為什麼?

匆匆過客59157110499


在夜晚的時候,打開手電筒朝向天空射出一道光芒,一秒後關閉手電筒,那束光去哪裡了?是繼續傳播呢?還是在關手電筒的那一剎那就消失了?

這個問題的答案是前者,即便一秒後你關閉了手電筒,光芒依舊會沿著既有的路徑傳播下去,直到能量被吸收完,以另一種形式存在,此時可以認為光芒消失了。

我們知道,光既是波也是粒子流,其本質是電子從高能級向低能級躍遷使其趨於穩定狀態,這個過程中會以波的形式向外界釋放能量,也就是光了,我們所見到的絕大多數的光線其產生的緣由都是如此,手電筒的光芒也不例外。

但是,我們地球有大氣層,手電筒發射的光線肯定會被散射掉,損失大量的能量,如果是在陰天,手電筒發出的光芒不會衝出地球大氣層,會在大氣層內部被各種物質吸收、散射掉,轉化為另一種能量存在於物質之中,即能量不會憑空消失。

如果是晴天或是晴朗無雲的夜晚,手電筒發出的光芒是可能會有部分衝出地球大氣層的,那部分衝出去的光,會以光速向著宇宙空間中前進,在前進的過程中,同樣也會遇到一些星際物質、塵埃或大的天體,這些都會給光子的繼續前進帶來阻礙,終歸是會被吸收掉的,可能會有極少一部分的光子,它們很幸運沒有被吸收掉,但終歸還是會淹沒在宇宙的背景輻射中。

之所以會產生類似題目這樣的疑問,原因很簡單,因為關閉手電筒之後,我們就看不到那束光了,所以我們才會以為那束光消失了。其實情況是這樣的:我們的肉眼之所以看到景象,是因為光線進入了眼球中,手電筒射出的光芒由於被空氣中的塵埃粒子散射,部分的光進入到了眼球裡,所以我們才可以看到那道光柱,當關閉手電筒之後,之前照射出去的光芒早已奔向了遠方,你看不到了,誤以為它消失了。

講個有趣的例子,如果你在太空中向著前方打開手電筒,你是看不到光的,你根本無法分辨手電筒是否被打開了,除非你將手電筒對著你自己,這樣才可以看到,這是為什麼呢?因為太空中是真空環境,沒有足夠的粒子來散射手電筒的光芒,所以光會一直向前進,不會進入到你的眼睛裡,因此你看不到手電筒發出去的光,手電筒對著你的臉才可以看到光。


科學船塢


在夜晚,如果用手電筒對著天空照射,我們可以看到一束光飛向遠方。如果手電筒只打開了一秒時間就關掉,那麼,光去哪裡了呢?光消失了,還是繼續傳播呢?

事實上,手電筒發出的光並沒有消失,而是以每秒將近30萬公里的光速不斷前進。我們看不見不代表就不存在,那些朝著宇宙方向傳播的光不會再進入到我們的眼睛中,所以我們是看不見的。

手電筒產生的光子可以穿過地球大氣層,進入宇宙中。宇宙空間十分空曠,這些光子能在空間中不斷自由傳播,直至遇到其他物體被吸收。如果光子沒有被吸收掉,它們在宇宙中永遠也不會消失。

由於光在1年的時間裡會前進1光年的距離,太陽系半徑為1光年,所以只要1年的時間,這些光子就會飛出太陽系。數萬年之後,光子會飛出銀河系。再經過漫長的時間,光子將會去往更加遙遠和廣闊的星系際空間,到達其他遙遠的河外星系。除非這些光子進入黑洞之中,在黑洞極端彎曲的空間中無法逃脫出來,否則沒有任何天體的引力能夠束縛住光子。

光是電磁波,本質上是交互變換的電磁場。光在真空中傳播不需要能量來維持,它們始終會保持光速,因為光子沒有靜止質量,不會與希格斯場發生相互作用,所以速度不會從光速降下來。

正因為如此,我們在地球上可以接收到來自於138億年前的光子——宇宙微波背景輻射,它們是宇宙中第一批能夠自由傳播的光子,產生於宇宙大爆炸之後38萬年。只是這些光子無法通過肉眼看到,因為空間結構在不斷膨脹,導致光子在空間中傳播時,波長變得越來越長,現在已經變為只能通過射電望遠鏡進行探測的微波。這些光子不會從宇宙中徹底消失掉,只是會隨著宇宙持續膨脹,波長變得更長,能量變得更低。

另一方面,當手電筒的光照射到天空時,我們可以看到一條明亮的光柱。這是因為光在空氣中傳播時,會被漂浮在大氣中的塵埃朝著四面八方散射。其中有些光會被散射到地面,當這些光進入我們的眼睛中,我們就能看到光柱。還有一些光會一直朝著宇宙傳播,永遠不復返。

如果宇航員在太空中打開手電筒,他們將看不到光柱。因為太空差不多是真空環境,光子會沿著直線傳播,不會被散射到宇航員的眼睛中。因此,只要太空中或者月球上的宇航員朝著看不到太陽的方向望去,不需要完全背對著太陽,也會看到滿天的星星,那些星光不會被淹沒在太陽光中。


火星一號


用手電朝天上照射一秒再關了,手電光去哪了,是繼續傳播嗎?為什麼?

很多朋友肯定已經知道答案了,因為100%可能會認為它將繼續傳播,並且未來將一直傳播到宇宙的盡頭!但種花家要告訴你的是,即使你在地球誕生的時候向天空打開手電,到現在為止它也傳出不過45億光年,不過宇宙大小的二十分之一而已,而且它將永遠都傳不到宇宙的盡頭!

光源關閉了,光子會繼續傳播嗎?

大部分光子都是核外電子受激躍遷到高能級,然後跌落時候釋放出光子,電子則回到原來的能級,而釋放的光子則將會脫離電子一去不復返!

光子的能量不會衰減,因此從宇宙的另一頭傳過來的光子能量是一樣的,但有一點要注意的是很多朋友都不理解,既然光子能量不會衰減,為什麼它們經過引力場時會紅移,根據普朗克量子的能量公式:

E=HV

頻率下降,那麼能量也下降,根據能量守恆定律,這光子還是原來的光子,那麼能量哪裡去了呢?其實這容易理解,因為這部分能量用力引力場梯度空間了,假如這個引力場足夠大,比如不小心誤闖黑洞的視界,那麼它的這點能量將再也無法克服,所以就掉進去啦!

當然另一個會引起紅移的的是光源的遠離,反之接近則會引起藍移,這是因為空間距離的所縮短給了光子增加了能量,使得它的頻率增加,根據能量子計算公式,光子的能量增加了!

所以理論上光子的能量是不會衰減的,但它有可能消耗在引力或者空間距離增加上,當然更有可能被其路途上的塵埃所吸收!吸收光子之後,電子會躍遷軌道,並且釋放出電磁波,也許這次吸收的能量不夠,它再也無法輻射可見光,只能輻射紅外波段的輻射,如果光子很多,那麼我們就感覺到這個物體被曬熱了!

太陽光曬到我們人體上感覺暖洋洋就是這個道理,所以當沒有東西或者引力場阻擋它時,它將一直傳播,一直到它撞擊在某個電子上,然後將能量輸送給它!

從這一點上來理解,太陽內核的的光子就是這樣慢慢一步步爬出來的,因為內核物質密度極高,因此一個光子不出一微米米就會撞到另一個帶電粒子,繼而發生一次能量轉移,而且帶電粒子輻射的光子則是隨機的,因此一個光子需要幾十萬年才能從太陽內核爬到輻射層,然後再用十幾個小時爬到表面,在經過8分多鐘到達地球!

光的速度是30萬千米,這是誰測量的?

人類測量光速的歷史是很有趣的,因為現代人都知道,光速極高,所以當年那些方法先得尤為可愛,特別是這些可愛的方法將那些大科學家困擾時!

1629年,荷蘭科學家撒·貝克曼曾用1.6千米以外的一面鏡子觀察反射回的大炮閃光。

1638年,意大利科學家伽利略用相隔數千米的燈籠打開和關閉來測定光速

兩位都是大佬,但可惜光速實在太快,經過這點距離不過11微秒,眼睛眨一眨都比這個慢多了,所以這是可能完成的任務!不過繼續發展,方法就靠譜多了!

1676年,天文學家奧勒·羅默木衛一繞木星的公轉週期在地球靠近木星的時候,比地球遠離木星時更短,推測出光速是有限的,他計算出光速大約是22萬千米/秒,儘管這個速度和現代光速相差26%,但各位要知道這大約是清康熙十五年!所以各位將就一下吧

牛頓也計算過光速,並且得出各種顏色的光速度一致的結論!1729年布拉德發現了光行差,從而計算出光速,他取得的數據已經比較準確。

阿曼德·斐索和傅科合作,在1862年取得了比較準確的光速,他們測得的速度大約是29.8萬千米/秒,這個速度已經和現代光速相差無幾,他們所用的設備也被稱為斐索-傅科儀,也就是各位熟悉的齒輪法測光速!

十九世紀六十年代,麥克斯韋用他的方程組推導出電磁波速度和光速相等,因此他認為光是一種電磁波!

1887年邁克爾遜莫雷實驗證明光速不變。

1972年美國科羅拉多州波德的國家標準技術研究所利用激光干涉法測定光速,得出光速為:

c = 299792456.2±1.1 m/s

夠精確不,為什麼會有小數點?不是整數?其實是我們對米定義的問題,1983年的國際計量大會上將銫133原子基態的兩個超精細能級間躍遷對應輻射的9,192,631,770個週期的持續時間定義為秒,而將米定義為:1⁄299792458秒內光在真空中所走的距離!所以光速被固定到了:

299792458米/秒

這就是人類認識光速的歷史

光為什麼到不了宇宙的盡頭?

光的速度那麼高,怎麼可能有光到不了的區域嘛,但其實光速在宇宙中速度並不高,從太陽的那天開始算起,光也不過走了1/20的宇宙距離,因為可觀測宇宙達到了930億光年,45億年只能走45億光年的距離!那麼假以時日總會走到的吧,其實沒機會啦,我們來簡單算下便知!

1000億光年範圍

2013年歐洲普朗克衛星測得最精確的哈勃常數為67.15千米/秒·百萬秒差距!它是宇宙膨脹速度大小的衡量標準,以此計算,宇宙大約會在145.6147552億光年外膨脹速度超過光速。

這是一個難以理解的問題,越過宇宙大爆炸的微波背景輻射,大概是461億光年,最還有8億光年需要中微子或者引力波才能坍縮到的區域,將會直達大爆炸發生的那一刻!但現代宇宙測定是平坦且無限的,而可觀測宇宙只告訴我們我們只能觀測到那麼大,在可觀測宇宙外面,還有無比廣袤的未知,所以我們測算出來的145.6147552億光年外將會在930億光年以外!

那裡有什麼我們不知道,但光永遠都追不上!


星辰大海路上的種花家


用手電筒朝天上照一秒鐘馬上關掉,手電光去哪兒了?手電筒打開,光子誕生,沒有任何加速過程,速度已是30萬公里/秒,一眨眼就出了你的視線範圍,到遙遠的宇宙中流浪去了。如果你對著月球照的話,嫦娥可能已看到你發來的信號了。

其實這並不是因為光憑空消失了,光怎麼可能憑空消失呢?當打開手電的時候,光就以很快的速度傳播了遙遠的地方,但是手電一直開著,況且我們也看不到很遠的地方,所以我們感覺不到它的傳播。同樣的,當關閉的一瞬間,最後的一絲光線就迅速跑到了很遠的地方,跑到肉眼看不見的地方,就會產生消失了的錯覺。光速是宇宙間最快的速度,每秒鐘可以傳播30萬公里,光一秒鐘可以繞地球七週。這麼快的速度對於人來說完全感覺不到其傳播,關閉手電的一瞬間光就迅速地跑到了很遠的地方。

顯然, 手電光依然還存在,它以光速向地球外界運動,下一秒它超出了地月系統,過了幾分鐘它經過了火星的軌道進入了小行星帶中,然而此時的它已經“奄奄一息”了,為什麼呢?因為在沿途中,許多物質都把它吸收了。最終,它將完全的被物質吸收掉,以另一種方式存在於宇宙中。沒想到吧,一團不起眼的手電筒光芒,你那麼的不經意間的打開開關,那束光芒卻要承受著永恆的“孤獨”。

所以從這個角度來說,手電筒發出的光,永遠都存在,手電筒發射出去的光子,會被物質不停吸收,釋放,吸收,釋放,這個過程就是無限循環的,但從某種角度來說,這些重新釋放出來的光子,已經不是最開始,手電筒照射出去的光子了,所以我們手電筒發射出去的光,或許可以說是消失了....


單手開法拉利的9527


夜晚的時候用手電筒向天空中照射一秒鐘之後迅速關上,手電光去哪了?會繼續傳播嗎?答案當然是會的,雖然手電筒關閉我們看不到光了,但它並不是消失,而是繼續向前以光速運動,理論上如果不被吸收,光子會一直運動下去。一秒鐘已經飛到30萬公里之外了,馬上就到達月球了,一年後就會飛出太陽系了。

光是一種電磁波,真空中光速不變恆為30萬公里每秒,它們的傳播方式是震盪的磁場產生震盪的電場,就這樣交替的向遠處傳播,當光線被髮射出來後,就跟光源的狀態沒有關係了,光源是運動還是靜止,或者像本問題中所說的直接關閉了,在此之前發射出去的光線依然繼續傳播不受影響。


我們距離太陽大約是1.5億公里,太陽內核處時刻不停發生著劇烈的核聚變,每秒鐘都有大約6億噸氫核發生聚變,生成5.95億噸的氦核,在這個過程中會損失500萬噸的質量,這些質量會按照愛因斯坦質能方程轉化為能量,以光的形式向外傳播。

地球上每時每刻都在接收著太陽的輻射能,光從太陽表面到達地球大約是8分鐘20秒的時間,如果此時此刻太陽突然消失了,光的源頭沒有了,那麼在地球上依然可以繼續享受大約八分半鐘的光照,在八分半鐘之後光照消失地球脫離原有的軌道。


因此說光並不會隨隨變變的消失,除非有物質的存在,以輻射的方式進行了能量的傳遞。那麼有一些小夥伴心裡可能還有疑慮,在一個密閉的空間中,光射不出去,那麼關燈之後,會瞬間陷入黑暗。光主要是被牆壁和地面所吸收,之所以是瞬間完成,還是因為光速太快了,光一秒鐘都可以繞地球七圈半,何況在地球上的小屋子中,眨眼間光已經來回反射數百萬次了,我們根本反應不過來的。

向天空中照射的光,它們會一種傳播下去,太空中幾乎沒有空氣接近於絕對真空,理論上就會一直傳播。很多人都聽說過宇宙背景微波輻射,它們又被稱為宇宙大爆炸38萬年後的一縷光,是人類目前知道的最古老的“光”,它們的壽命已經超過了一百多億年。因此說手電筒關閉後光會一直向外傳播,理論上可以永遠的傳播下去。




科學黑洞


不知道你們有沒有過這樣的疑惑:用手電朝天空照射一秒後關閉,手電發出來的光去哪兒了?是消失了?被吸進黑洞了?還是繼續傳播下去,只是我們看不見而已。

科學家給出了我們合理的解釋:用手電朝天空照射一秒再關閉,手電發出來的光會繼續傳播下去,除非它遇到物質發生碰撞而被吸收,否則它將永遠以光速繼續傳播下去。

那小夥伴們又有疑惑了:為什麼手電打開的時候我們就能看到光束,而關掉之後卻看不見了呢?這就好比我們平時在自己房間打開燈之後能照亮整個房間,但關掉燈整個房間也就立即暗了。

我們在生活中用手電發出來的光,是因為受空氣中粒子的散射,然後把光散射出去,其中有些光進入人的眼睛,我們也就能看見光。手電關閉後,傳播的光並不會受光源狀態的影響,所以即使手電關閉了,但它沒有與其他物質相互碰撞而被吸收,它將繼續以光速(每秒鐘30萬千米)。但在真空中,光不會受到散射,光就不會進入人的眼睛,我們也就看不見光。

我們平時在自己的房間裡,打開燈,燈發出的光束受到空氣中粒子的散射,使得光照亮房間的每個角落,當我們關閉電燈時,電燈發出的光繼續傳播,但被牆壁吸收,且光速是每秒鐘傳播30萬千米,所以每當我們關閉電燈時,房間會立即陷入黑暗。

所以,如果我們用手電朝天空照射一秒後再關掉,手電發出的光不會消失,也不會被吸進黑洞,除非遇到其它物質相互碰撞而被吸收,否則它將永遠以光速繼續向外太空傳播出去。


科學驛站


手電照射天空,光子就如同射出去的子彈,飛出去 ,有的子彈因為折射改變了路徑,有的子彈沒有受到阻礙和干擾,一往無前,有的碰到了灰塵散射到四面。

太陽就像是一個手電,從太陽發出的光,發射出來,經過了一億五千萬公里的漫長旅途,在8分13秒之後到達地球,進入我們的眼睛,被我們看到。


一盆銅鑼燒


會學知識不稀奇,用好用對才是真才實學。

按問題的思路走就容易被誤導,問題的提出往往都是理論性非實際和現實的,不過是用真實的場景在說而已,因而更容易被引入歧途得出錯誤結論。

從最基本的審題開始,手電筒是什麼?用來發光的;發的什麼光?當然是可見光;怎麼可見的?物體反射而來。

在問的是什麼?發射了一秒的光,光本身是能量,在用手電筒這個儀器由儲存的電能轉化而來,按特定的頻率先聚焦再反射後定向傳播。

這點光能去哪兒呢?基本上在空中折射反射就“消失”了吧。

說在繼續傳播不會有錯,只是各奔東西化整為零了。我們眼睛👀能看到的光是需要有一定的能量,處於特定的波長範圍,還要有足夠的分辨率。換句話說,看不見,不等於沒有;搞不懂,不等於沒道理;摸不到更不等於不存在。

當然,為什麼問起來是最容易的,加問號“?”就結束了。回答好,就要做很多功課或需要不少功力,大家如果覺得基本恰如其分也沒有文不對題,就不要吝惜點贊分享,以資鼓勵答出更多更好的👌問題。

物理題還算好,一般只要按部就班依題目樣說的,一路“畫葫蘆”,基本八九不離十能做對。不要離開題目胡思亂想即可,大家從自己做錯的題目裡想想,本作者說的有道理嗎?


高效率大概率小成本


用手電筒朝天上照射一秒再關了,手電光去哪了,是繼續傳播嗎?

當然是繼續傳播了,假如你可以乘坐一個可以達到光速的飛行器與光線平行著運動,那麼你完全可以看到這條光線。光的速度是30萬公里每秒,所以,把手電筒開一秒再關上,理論上發出的光線長度就是30萬公里,你只要在這30萬公里長的光線區間裡,就可以在飛行器裡一直陪伴著這條光線。不過,要記住,這只是理論上的推測。


而實際上,手電筒發出的光,衰減是很快的,主要原因就在於光線被吸收了。

只有在絕對真空裡才可以不受任何阻擋以光速前進,而即使是宇宙的深空地帶,也達不到絕對真空的程度,儘管它們的“真空程度”比我們人類目前製造出來的”真空”要強上億倍,但還是會有非常稀薄的微觀粒子的,它們對光線都具有吸收、反射和散射光線的作用,從而降低光的速度,同時也降低光的強度,在非常遙遠距離尺度下光線會被慢慢消耗殆盡。


這是在宇宙深空的情況,我們在地面打開手電筒,其在大氣層中的消耗會更快,因為大氣層中的氣體、塵埃、雲層等等,能夠吸收、反射和散射光線的物質多得太多太多,所以,以手電筒的功率發出的光線,其能量密度本來就不大,另外,手電筒發出的光不但很弱,而且很散,不像太陽一樣以平行光照射,而是隨著距離增加快速擴散。所以,一般燈珠只能照射200米,CREE燈珠可以最遠照到500米。

這也就是說,無論你在地球上打開手電筒多長時間,它都只能最遠照射到500米遠的地方,500米的長度光所運行的時間,就是題主關閉手電筒後最後發出光子繼續傳播時間,大家可以計算下,這個時間非常非常短暫。



優美生態環境保衛者


夜晚用手電筒往天上照一秒鐘就關閉了,那麼手電筒的光隨機消失了,不會外傳,比方說你潑地上一桶水,水能流多遠,潑兩桶水能流多遠,然後不潑水了,水也不流了,這就是功率,意思你後面不給它使功,它就不幹活了。如果手電筒照一秒關閉,光繼續外傳,宇宙中那麼多太陽,都向手電筒那樣關閉了,還在繼續外傳,那麼宇宙中就沒有白天黑夜之分了,那就是徹夜通明。


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