綜述
學(xué)過(guò)一些基礎(chǔ)物理之后,我們知道了宇宙中運(yùn)動(dòng)速度最快的物體是光砂豌,也知道了我們?cè)诘厍蛏夏軌蚩吹降囊鄣男枪猓鋵?shí)可能是那些星體在幾萬(wàn)年以前發(fā)出的辑奈,經(jīng)過(guò)了漫長(zhǎng)時(shí)間的傳播才來(lái)到地球的上空廓脆,同樣的道理,我們?cè)诘厍蛏蠐]著手電筒照向天空的時(shí)候捻脖,這些光也會(huì)進(jìn)入到宇宙空間當(dāng)中锐峭,去到我們不知道的地方,那么它們是如何傳播的呢可婶?
什么是光沿癞?
在了解光的傳播之前,我們先來(lái)回憶一下光的定義矛渴。在沒有接觸物理學(xué)之前椎扬,普通人基本上不會(huì)注意到光的存在,盡管我們的生活場(chǎng)景里不斷會(huì)出現(xiàn)這種物質(zhì),它看得見蚕涤,但是摸不到筐赔,打開手電筒會(huì)出現(xiàn),關(guān)閉手電筒會(huì)消失钻趋,要稱呼它為一種物質(zhì)總是覺得不那么恰當(dāng)川陆。
光到底是什么呢?這個(gè)問(wèn)題其實(shí)由來(lái)已久蛮位,早在兩千多年前较沪,古人就開始了對(duì)它的觀察和研究,關(guān)于光的特性所取得的第一個(gè)突破來(lái)自我們的先賢墨子失仁,他所進(jìn)行的小孔成像的實(shí)驗(yàn)非常簡(jiǎn)明地證明了光是沿直線傳播的尸曼。
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而西方人得到這個(gè)結(jié)論要比墨子晚了200多年。在那個(gè)科學(xué)實(shí)驗(yàn)思想落后的時(shí)代萄焦,雖然已經(jīng)有了研究光的意識(shí)控轿,但是研究范圍只能局限于一些光學(xué)現(xiàn)象,并從中歸納得出一些淺顯的規(guī)律拂封,而關(guān)于光的本質(zhì)問(wèn)題在很長(zhǎng)時(shí)間里都沒有好的推進(jìn)茬射。
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在實(shí)驗(yàn)科學(xué)落后的年代,光是什么冒签,和人是什么在抛、宇宙是什么這樣的一樣,充滿了神秘色彩萧恕,哲學(xué)家們提出了各種各樣的解釋模型刚梭,來(lái)試圖描繪物質(zhì)構(gòu)成的真相。羅馬人盧克萊修第一個(gè)提出微粒說(shuō)票唆,認(rèn)為光是由無(wú)數(shù)細(xì)小的顆粒組成的朴读,他套用了德謨克利特的原子理論,認(rèn)為光和大多數(shù)物質(zhì)其實(shí)沒有什么區(qū)別走趋,在最基本的構(gòu)成上都是微粒衅金。
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此后的幾千年當(dāng)中,這個(gè)問(wèn)題和與之相關(guān)的爭(zhēng)論一直都在持續(xù)著簿煌,但是因?yàn)槿狈?shí)證手段典挑,因此并沒有取得實(shí)質(zhì)性的進(jìn)展,20世紀(jì)初啦吧,實(shí)驗(yàn)科學(xué)取得了飛速進(jìn)步您觉,各種儀器設(shè)備和研究手段層出不窮,物理學(xué)家在實(shí)驗(yàn)室中慢慢解開了光的真面目授滓。
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光實(shí)際上是光子流外顯的結(jié)果琳水,所謂的光子流其實(shí)就是電子在獲得了特定的能量之后發(fā)生運(yùn)動(dòng)肆糕,并且這種運(yùn)動(dòng)是有特定的頻率的,超過(guò)某個(gè)頻率在孝,電子就以光的形態(tài)運(yùn)動(dòng)诚啃,低于某個(gè)頻率,則表現(xiàn)出其它的形態(tài)私沮。
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電子因?yàn)楂@得能量大小的不同而在不同的頻段之間轉(zhuǎn)換的活動(dòng)被稱為躍遷始赎,比如我們的手電筒被打開的時(shí)候,就是電子受到外部能量的刺激仔燕,然后在短時(shí)間內(nèi)形成特定頻率的運(yùn)動(dòng)造垛,并在這個(gè)過(guò)程中釋放出高能量的光子,在肉眼的視覺成像中表現(xiàn)為高亮的光束晰搀,而我們?cè)谌粘I钪锌吹降钠渌l(fā)光的物體其實(shí)本身是沒有光的五辽,它們之所以可以被我們看到,是因?yàn)榉瓷淞颂?yáng)的光子外恕。
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光的傳播
所以說(shuō)杆逗,光子就是真實(shí)存在的物質(zhì),雖然我們關(guān)上了開關(guān)鳞疲,但是并不會(huì)因此消失罪郊,而是會(huì)繼續(xù)在空間當(dāng)中活動(dòng),雖然會(huì)因?yàn)槟芰康牟煌l(fā)生變化尚洽,但不會(huì)像我們直觀上看到的那樣徹底消失排龄。
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那么光在傳播的時(shí)候到底是什么樣的呢?首先翎朱,墨子的小孔成像以及后來(lái)的諸多科學(xué)研究都已經(jīng)驗(yàn)證了它最主要的一個(gè)特征,那就是沿著直線傳播尺铣∷┣回想一下我們的生活中,還從來(lái)沒有見到過(guò)會(huì)拐彎的光線吧凛忿,太陽(yáng)光線也是一樣澈灼,也正因如此我們?cè)谇缣斓臅r(shí)候,才能在地面上看到自己的影子店溢,如果是彎彎曲曲的光線叁熔,那么透射出來(lái)的人像一定是有殘缺的。
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其次床牧,光是以波的形式傳播的荣回,有人可能覺得奇怪了,不是剛才還說(shuō)是沿直線傳播的嗎戈咳?怎么現(xiàn)在又說(shuō)是以波的形式傳播的呢心软?其實(shí)這是兩個(gè)不同的概念壕吹,光沿直線傳播說(shuō)的是整個(gè)光子流的運(yùn)動(dòng)軌跡,而說(shuō)它以波的形式傳播說(shuō)的是組成這個(gè)光子流的所有電子删铃,它們?cè)诳臻g中傳播的的時(shí)候是有著特定的頻率耳贬,這種頻率決定了它們的波長(zhǎng),波長(zhǎng)又決定了它們的顏色猎唁。
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下過(guò)雨之后咒劲,空氣中漂浮的水珠像三棱鏡一樣把太陽(yáng)光分解,不同波長(zhǎng)的光子被發(fā)射到不同的位置诫隅,所以才有了我們看到的五顏六色的彩虹腐魂,天氣好的時(shí)候總是能夠看到令人心情愉悅的藍(lán)天也是地球大氣對(duì)太陽(yáng)光中的藍(lán)色光進(jìn)行散射的結(jié)果。
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結(jié)語(yǔ)
一束光看起來(lái)很簡(jiǎn)單阎肝,但是這只是肉眼告訴我們的結(jié)論挤渔,在更精密的儀器下面,它們還有著更加復(fù)雜的內(nèi)部構(gòu)成风题,對(duì)于人類而言判导,它在完成照明之后好像就失去了意義,但是這束光本身不會(huì)因此而消失沛硅,在遇到阻礙物之前眼刃,它會(huì)在空間中一直傳播。
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