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?

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因为地球上有大气,照射一秒后会直接被空气中的分子吸收。

光到底是咋回事?

我们平时看到的光,其实是电子跃迁造成的,电子从能量高的能级跃迁到能量低的能量,会发出一部分能量,这些能量以光子的形式放出来。这也就是光子的来源。

这样的方式其实就注定了,光子还会被捕获,如果光遇到了一个原子,能光子的能量正好可以被原子内部电子所利用,帮它从低能级跃迁到高能级,那这个光子就会被吸收掉。

所以,如果是在真空中,光其实是沿着空间的测地线在传播。宇宙大爆炸初期产生的光子现在就还在宇宙中传播,这也就是宇宙微波背景辐射。

如果遇到了原子,就很有可能会被吸收到,能否被吸收取决于电子的状态。

用手电朝天上照射一秒再关了,手电光去哪了?

而我们所在的地球,并不是真空,而周围有很多空气分子,而分子又是有原子组成的,光子会被空气中的原子所吸收。所以,手电关上后,光也就没有了。也就是直接消失了。



钟铭聊科学


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。

时空通讯观点,欢迎点评讨论。


时空通讯


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。


镜像科普


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....


种植恒星


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?

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徐德文科学频道


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?


星辰大海路上的种花家


从理论上来说光子的寿命是无限长的,只要它不被其他物质吸收,它可以永恒的传播下去。所以说手电朝天上照射一秒之后关闭,虽然我们看不见了,但是光会继续传播下去,一秒钟三十万公里快到月球了。

而之所以一关手电我们就看不见了光了,是因为不再有新的光产生,而一秒前的光飞的太远了已经看不见了。但是由于大气层的反射、吸收等,传播出去的光是很微弱的了,但是从光子的角度看还是会有光子“逃出去”的,它会一直向宇宙深处慢游。

为了避免大气层的影响,我们上个世纪九十年代发射了哈伯太空望远镜,去遥望宇宙深空,已经取得了惊人的成绩。已经拍摄到了数十亿、近百亿光年外的星系,这就说明光是经过漫长岁月来到地球的,那么远的星系有可能早都被吞噬或者消亡就像手电被关掉一样,但是被“关掉”前一秒的光依然在宇宙中漫游数十亿年才到达地球。



不同的时候手电筒的光不可能跟一个恒星、星系比较,可能还没会出太阳系就被消耗光了。


这里是科学黑洞,欢迎你的关注与点评。


科学黑洞


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!


宇宙探索


答案:从现实角度来说,用手电筒照射夜空,光在瞬间就会消失,被空气中的分子和尘埃吸收。

手电筒的光以可见光为主,是不同频率混合在一起的复合光,这些光线的强度低且发散。当光子在和组成物质的原子撞击时,光子首先会和原子核外的电子碰撞,碰撞后的电子会吸收光子的能量,从原先的低能级内层轨道跃迁到高能级外层轨道,这时电子处于不稳定的激发态,通常很快会自发地向外辐射电磁波,也就是光子,并回到基态,但辐射出的光子能量小于吸收的能量,这之间的能量差被当成热能耗散了,这是光子被消耗的第一种情况。

电子辐射出的光子会继续撞击其它原子,直到全部变成热能为止。但要注意的是,电子轨道是不连续的,只有吸收了特定频率的光子才会跃迁到高能级;而光子的能量也是一份份的,只有当光子的能量满足电子轨道的能级差,光子才会被吸收。

光子进入原子中,除了和核外电子发生碰撞,还会和原子核发生碰撞,光子的能量会被原子核吸收变成热能,这是光子被消耗的第二种情况。

被原子反射的光子或是电子辐射出的光子,会继续撞击其它原子,最后全部变成热能。

标况下,1立方米的空气中含有的分子数量大约在10的25次方量级,在地球上向夜空照射光线,光子想要进入宇宙中是不可能的,光子会在瞬间被空气中的各种分子和尘埃吸收。假设有一台功率超强的手电筒,能使光线进入宇宙中,光在这个环境下会发生什么呢?

其实宇宙也并非完全真空,平均每100立方米中含有的质子数为28个,光线遇到质子依然会被吸收,但如果宇宙是完全真空的环境,在不被黑洞吸引和不接触其它物质的情况下,光子会在宇宙中永远传播下去,光子没有静质量,也不会衰变。而宇宙被认为是一个有界无边的球体,空间膨胀的速率小于光速,因此光线可能会在宇宙中绕一圈后回到原点。

光子在宇宙中传播上亿年是很常见的事情,例如2006年9月,天文学家在英仙座NGC1260星系中观测到了当时规模最大的超新星爆发事件。据推算,这颗超新星距离地球2.4亿光年,也就是说光子用了2.4亿年才到达地球,这颗超新星在三叠纪时爆发,2006年才被人类接收到。

也因此,现在夜晚看到星星的亮光其实是它们上千年,上万年前发出的光子,这些星星现在是否存在都是未知数。


科学薛定谔的猫


答:这束光的绝大部分,会被空气分子和尘埃散射后吸收,极少部分会进入太空传播下去,最后淹没在宇宙背景辐射中。


如果我们打开手电筒一秒钟,那么这段光波的长度大约就是30万公里,手电筒关闭后,并不影响这段光波的继续传播。

在地球大气中,存在大量的气体分子、固体尘埃和小水滴等等。

(1)气体分子的平均直径远小于可见光波长,会导致光波发生瑞利散射,而且波长越短的光散射越严重,这也是地球天空呈蔚蓝色的原因;

(2)大气中的固体尘埃和小水滴,平均直径比可见光波长长,会导致光波发生米氏散射,其散射强度几乎和波长无关,这也是晴天的云朵呈白色的主要原因;

那么我们手电筒发出的光,也会发射类似的散射现象,遇到云朵或者固体尘埃时,其整个波段都会被随机散射,最后被吸收;同时光波在大气中传播,还会被选择性吸收,其中波长越短的吸收越严重。


如果你是在阴天或者雾霾天射出电筒光,那么光线几乎是传不出大气层的,能量会在大气层内被吸收殆尽。

如果你是在晴天射出电筒光,由于一般电筒光的相干性极差,射出的光散射严重,但是也有部分光能穿过大气层进入太空中,只要不被星际物质阻挡和吸收,发出的光子可以无限地传播下去,只是最后会被宇宙背景辐射淹没,再也无法把电筒光的光子从其中分离出来。


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