手电筒关闭之后,光子都去哪了?
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发布时间：2022-04-24 05:35
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时间：2022-05-07 23:10
不知你有没有想过，你关灯或者关闭手电筒后，光去哪了？
回答这个问题之前我们首先要了解光的本质，以及它究竟是怎么诞生的。
光是什么？
牛顿作为经典物理学的奠基人，在力学和光学方面都做出了卓越贡献，他认为光的本质是一种微粒，因为他曾用三棱镜，将太阳光分解成了7种颜色。
但当时的主流科学家，是惠更斯和胡克等人，他们认为光是一种波而不是微粒，所以牛顿关于微粒说的论文，并没有被刊登在皇家学会会报上，微粒说后来的崛起，很大程度上归功于牛顿在力学上的巨大贡献带来的巨大声誉。
但物理学最后总是一门实验学科，光的本质就是是粒子还是波，最终都要靠实验来证明
1801年，英国科学家托马斯.杨做了一个“杨氏双缝干涉实验”，在这个实验中形成的明暗干涉条纹，意味着光并不是微粒，也不是和声波一样的纵波，而是一种横波，正因如此才会出现光的偏振现象。
1873年，物理学家麦克斯韦发表了《论电和磁》，其内将数学和物理高度统一，证明了光的本质上也是一种电磁波，且真空光速度等于电磁波的传递速度，其内的麦克斯韦方程组用四个方程，描述了电，磁，磁生电，电生磁，将物理学和数学之美展现得淋漓尽致。
20世纪初，爱因斯坦和普朗克针对之前的波动性 ，以及新发现的光电效应，指出光应该是一种具备波粒二象性的物质，也就是后来的“光量子”学说，该学说最后认为，光子的运动轨迹是呈周期性的波。
那么光子是怎么诞生的？
广义上来说，任何温度高于绝对零度的物体都在“发光”，但细究起来，能被人类肉眼接收到的可见光，主要诞生于电子能级跃迁过程中。
简单来说如果你有一个手电筒，那么通电加热灯丝的一瞬间，组成灯丝的原子中的电子，就会吸收能量从而跃迁到高能级，然后再回落到低等级，此时原子就会发出一个光子。当大量电子同时重复“一高一低”过程时，大批光子就会从手电筒里跑出来。
对速度高达每秒三十万公里的光子来说，逃逸速度仅为11.2km/s的地球，是个很小的地方，因此在你打开手电筒的一瞬间，“第一个光子”其实就已经离开地球了，两秒钟不到的时间，它就能飞过月球。
但我们很难想象光子的世界，因为在我们看来手电筒的光在十几米外就散*，虽然这其中也有空气衍射的“功劳”，但根本原因还是在于，人类的肉眼太落后了。
所以当手电筒关闭之后，在关闭前一秒时飞出去的光子，在瞬间就会到达30万公里之外，在人的眼睛完全捕捉不到光子飞行轨迹的情况下，我们看到手电筒关闭的一瞬间，光子就都消失了，但事实上它们并没有消失。
理论上来说，手电筒发出的海量光子，总是会有一小部分跑出地球飞向宇宙深处的，因此如果外星文明的光子收集能力十分强大，那么它们是可以收到手电筒发出的光子的一部分的。
我们看到的物体也好，看到的光也罢，都是直接飞进，或者间接折射进人的眼睛里的，所以“看见”这个过程，更多是因为有物质在反射光子，而在物质密度极其极低的太空中，基本没有物质在反射光子，所以我们如果在太空中开手电筒的话，手电筒的光子会笔直地向前飞，而不会像在地球上一样散射开来照亮四周。
总结
光子是我们宇宙中最忠诚的信息传递者，它从诞生开始就带着信息以光速飞奔，理论上来说，如果6500万光年外有外星文明，且它们的科技极度发达，那么他们可以用望远镜看到，恐龙正在灭绝。
所以说手电筒关闭之后，“那一群光子”并不会完全消失，总会有一些“漏网之鱼”，携带信息继续在宇宙中飞行。
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时间：2022-05-08 00:28
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时间：2022-05-08 02:02
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时间：2022-05-08 03:54
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时间：2022-05-08 06:02
