《開手電筒對著天空照射,1秒便關上,發出的光能飛到宇宙邊緣嗎?》 星際學科前言:通常我們能在家庭常備工具中找到手電筒這樣的工具,相信很多人對它都很熟悉,然而就是這樣一個東西,在打開後,如果將其瞄准向太空的話,我們就能看到天空中出現一束閃亮的光。但當我們把手電筒關上的時候,我們就會發現這束光也會隨之而消失。很多人的心中就出現疑問,如果我們將電筒關上,這束光是不在了,還是繼續在太空中傳播呢? 它在傳播的話,那麼這束光是否能夠到達宇宙的邊緣呢? 在詳細解答問題之前,可以先粗略理解一下什麼是光。早在1887年,某個著名的物理學家海因裏希赫茲就研究出光電效應。簡單來說,光電效應指的是當特定的電磁波照在一些物質上後,那麼這些物質所存在的電子,就會在光的能量的刺激下形成電流。這個效應的出現就立刻吸引到科學家們的注意,開始做起與光電效應有關的實驗。隨著實驗不斷深入,科學家們的疑問也越來越多,他們發現在光的頻率低於某個固定的數值時,無論這道光有多強大,都不會產生出光電效應。其實在那個時候,科學界一致認為,光是屬於電磁波的一種,通過電磁理論發現,光所存的能量是由光的強弱來決定的,而且光的能量能夠被積累下來。 只要光的能量夠強大,或者說光能存在的時間比較長,就一定會產生出光電效應,但科學家們經過試驗後,發現事實並不是這樣。科學家們為能解釋出為什麼會出現這樣的現象,他們做過很多有關實驗,但都無法得出正確解釋。直到愛因斯坦指出,光是由光子所構成,光子就是光的最小單位計量,光子具有粒子性這個特性,而且它的能量與光的頻率成正比,但和光的強度沒有關系。 在愛因斯坦提出光有粒子性的理論後,很多科學家反對這個結論,甚至著名的物理學家羅伯特密立根為了反駁,花了很多時間來進行光電效應實驗,然而,結果卻令人很驚訝。 羅伯特在經過很多次試驗之後發現,愛因斯坦的結論是對的。在之後,愛因斯坦更是因為這個理論而獲得諾貝爾物理學獎。在理解光之後,我們明白光具有粒子性這個特性是正確的結論,因此我們根據這個理論發現,在打開手電筒之後,將其瞄向外太空,不管經過多長的時間,手電筒產生的光都會向太空中發射出很多的光子。 而從粒子性這個視角來看,光子屬於一種質量並且光子的電荷是為零的,而且是一種不限長以及半衰期的基本粒子,也就是說,在沒有阻礙的情況下,我們用手電筒散發出來的光照上外太空時,那麼這束光就可以一直向太空中飛行。 可是我們都了解,大氣層中布滿大量物質,而我們在用手電筒時,這些物質就會將手電筒散發出來的光子吸收掉,而且有可能會出現這些光還沒有逃出大氣層,就已經被物質全部吸收的情況。但總有例外,可能有少量光子可以跑出大氣層,也就是說,僥幸進入外太空的光,極有可能被宇宙中飛行的其他物質給吸收,那麼這些光就不可能再飛到宇宙的邊緣。 到了這裏,可能就有人產生疑問。如果手電筒發出的那些光子,在躲避所有的物質吸收後,是否能夠繼續飛到宇宙邊緣呢?給出的答案是否定的。因為宇宙隨時都處於一種膨脹的狀態,而且宇宙越深處,那膨脹速度就越來越快。 在這種情況下,天體的速度就會不確定,然而,光子的速度卻是能夠確定的,所以光子就算是能夠完全避開所有物質,但也無法繼續在這個宇宙中飛行下去,更是沒有辦法到達宇宙的邊緣。 《開手電筒對著天空照射,1秒便關上,發出的光能飛到宇宙邊緣嗎?》完,請繼續朗讀精采文章。 喜歡 小編的世界 e4to.com,請記得按讚、收藏及分享!
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開手電筒對著天空照射,1秒便關上,發出的光能飛到宇宙邊緣嗎?
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