可见光 若是把手电筒的光射向宇宙深处,然后突然关闭光源,光会消失吗?


可见光 若是把手电筒的光射向宇宙深处,然后突然关闭光源,光会消失吗?
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在日常生活中 , 光是不可或缺的自然现象 , 没有光我们就看不到五彩斑斓的世界 , 也看不到广袤无垠的星河 , 人类只能在黑暗中摸索前进 , 演变成另一种高等生物或者在暗夜中被“夜猫子”们清理 。 因此 , 光的存在是人类能够生存生活的重要条件 。
Tips:光是一个物理学名词 , 其本质是一种处于特定频段的光子流 。 光源发出光 , 是因为光源中电子获得额外能量 。
为了更好地生活 , 我们发明了电灯、手电筒、激光灯等工具来照亮夜晚灰暗的路途 。 记得小时候 , 常常将手电筒对着星空 , 一开一关好像星星眨眼睛 。 每当关闭手电筒的灯光时 , 光就在我们的视线中消失了 。 那么问题就来了 , 这些光线是真的消失了 , 还是跑到宇宙中继续传播呢?它们又是如何传播呢?
光是什么?
光 , 是什么?在2000多年前东西方的思想都有所提及 , 并为之付出时间 。 最先研究光学的是我国古代思想家墨子 , 墨子生活在2500多年前的春秋战国时代 , 他是历史上第一个进行光学实验同时对几何光学进行系统研究的科学家 。 他的“小孔成像”实验 , 得出了光是直线传播的结论 。 几百年后希腊著名数学家欧几里得在其著作《光学》当中提到了对光的性质的研究 , 同时用数学方法研究总结了反射定律 。 但是古代人民对于光的研究基本上都来源于对光的现象和规律的总结 , 没有迈出脚步去研究光的本质 。
Tips:墨子 , 公元前476或480年—公元前390或420年 , 名翟 , 春秋末期战国初期宋国人, 一说鲁阳人 , 一说滕国人 。 宋国贵族目夷的后裔, 曾担任宋国大夫 。
光的本质的研究 , 来自于古罗马哲学家卢克莱修 , 他是原子论创始人德谟克利特的学生之一 , 因此他认为光是由微小原子组成的 , 发射后将以最快的速度与远离光源 。 但是他的学说并不被主流学界所接受 。 17世纪 , 光的研究有了长足的进步 , 这个世纪的科学家堪称是神仙打架 , 前有阐述光粒子说的法国科学家皮埃尔·伽桑狄 , 后又提出波动说的罗伯特·胡克和克里斯蒂安·惠更斯 , 他们认为光在名为发光以太的介质中以波的形式向四周散开 , 同时还预测了光的偏振现象以及干涉现象 。 这成为光研究的显学 , 大部分人都认同光的波动说 。
Tips:粒子particle , 是指能够以自由状态存在的最小物质组成部分 。 最早发现的粒子是原子、电子和质子 。
直到物理学的擎天之柱牛顿在学界崭露头角 , 粒子论才开始崛起 , 一开始他的理论并不吸引人 , 但是随着他在力学和天文学上的重大贡献 , 使得粒子论崛起 。 然而牛顿并没有通过任何实验来证明光是由微小粒子构成的 。
18世纪托马斯·杨的双缝干涉实验 , 堪称是物理史上最经典的实验之一 。 通过这个实验发现光具有波才有的偏振和干涉现象 , 说明光就是波 。
Tips:在数学上 , 牛顿与戈特弗里德·威廉·莱布尼茨分享了发展出微积分学的荣誉 。 他也证明了广义二项式定理 , 提出了“牛顿法”以趋近函数的零点 , 并为幂级数的研究做出了贡献 。
1873 , 英国物理学家麦克斯韦发表了他的巨著《电磁通论》 , 在文章中他指出光和磁是同一事物的两种属性 , 光就是电磁波的一种 , 这种波在这真空中的传播速度十分接近光速(3X10^8M/S) , 光的波动说又占了上风 。 20世纪之后 , 爱因斯坦和普朗克根据光的电磁效应 , 指出光应该兼具光的波动性和粒子性 , 认为光即是一种高频的电磁波 , 又是由光粒子组成的粒子流 。 这种现象就被称之为“波粒二象性” , 从此使关于光的本质的论战完结 。
手电筒的光射向宇宙 , 突然关掉会发生什么?
光的波粒二象性是从光电效应中诞生的 , 光量子是光的最小单位 。 那么光量子是如何产生的呢?

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