我之前的回答,

关灯后,灯光到哪里去了??

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以前从来没有想过这个问题,在看到这个问题之后才发现生活当中真是无处不是物理知识。这个问题和我的研究的领域正好相关,所以我试著来回答一下这个问题,可能水平不够,回答的不好的地方还希望大家理解。这个问题其实是物理学当中非常重要的一个问题,也和2012年物理学诺贝尔奖有关。

室内的光子在开关被关掉的一瞬间其实就已经被吸收了。

1、空气当中有很多的气体分子,微粒都会对光有吸收和散射的作用。

2、镜子本身对光也有吸收作用,世界上没有任何一块镜子可以100%反射所有的光。

3、由于用的是电灯,电灯的灯光的不是单色光,是混合了很多波长的光。而对于覆盖范围波长很广的复合光,要找到一块好的镜子来反射光就更难了。

4、而且要在一个房间里面铺那么大的镜子还要求镜子反射率很高的话就难上加难。

5、普通的摄像头反应太慢,看不到灯光慢慢消失的过程。

那么我们假设镜子反射率R是80%,空气不吸收光。房间长宽高各为3米,光速近似为3x10^8m/s。那么大约要多久会有70%的光子被吸收呢?下面是近似的计算。

R^(3*10^8*t/3)=30%

我们得到时间t 约为 54 ns. 这么短的时间,人眼睛根本就无法发现。而且题主说的是一般的摄像头,也根本看不到这个现象。以上的原因也就造成了题主所说的现象。

然而如何让光关了之后,还能让光再「亮」一会,科学家在这个方面做出了很大的努力。比如2012 年诺贝尔物理学奖获得者塞尔日·阿罗什(Serge Haroche)与戴维·瓦恩兰(David J. Wineland)的研究就和这个有关系。

基于塞尔日·阿罗什与戴维·瓦恩兰对量子系统控制做出的贡献,2012年物理学诺贝尔奖被颁布给了这两位科学家。法国物理学家阿罗什建立了物理学的新领域,腔量子电动力学,其通过光学腔或微波腔来控制原子属性,阿罗什专注于微波实验,将微波技术反过来使用,即使用腔量子电动力学来控制单独光子的物理性质。

2012年,因为研究能够量度和操控个体量子系统的突破性实验方法,David J. Wineland与法国物理学家塞尔日·阿罗什共同荣获诺贝尔物理学奖

科学家只在几个方面上改进了题主「实验」当中的一些仪器。

1、不再用灯光而是用激光。由于激光波长范围很小,可以算是非常好的单色光源。

2、还是用镜子,只用两块镜子(叫做光学腔(Optical cavity))。镜子的吸收率可以低于0.0001%。(如下图是我实验室的Optical cavity),光从一个镜子进入腔内然后在里面不断反射。

我们实验室的某一个optical cavity

3、科学家用更快的「摄像机」。实验室一般用光电二极体来探测光信号。一般的都可以探测几十个ns 的光信号。

我们实验室的某个光电二极体,反应时间约为9ns,如果用这个二极体来探测,就可以看到灯光慢慢变暗的过程。

4、实验室把镜子放在接近真空的环境之下,这样光就不会被空气吸收。

就是这样简简单单的一个问题,两块镜子,光就可以在里面「亮」几毫秒,是之前我们计算54ns的几万倍到几十万倍。

当把光关掉之后,光可以再「亮」2.7ms

而这两个镜子相关的研究和科学就叫做腔量子电动力学(CQED)。CQED在物理学的的很多领域都有相关的应用,也对物理学的发展做出了很多贡献。以后有机会再慢慢讲吧。

所以说如果一个人在生活当中注意观察,发现问题,并因此产生兴趣,努力研究而解决问题的话,下一个诺贝尔奖得主可能就是这种人当中的一个。

由于是以回答问题的形式,物理学当中很多的专业术语都舍弃不用,只希望大家能更好地理解相关的物理,并且培养大家的兴趣。

各位大佬路过点赞,或者加关注。谢谢!

参考文献:

Della Valle, F., et al. "Extremely long decay time optical cavity." Optics express 22.10 (2014): 11570-11577.


被吸收了。

题主的疑惑是:光源被熄灭了之后,光去哪了?

答案其实很简单。

不妨大家先思考一下,如果我关掉了闹铃,则闹铃声都去哪了?

很明显,声音的传播需要介质。假设我们处于理想状况下,传播过程中没有阻尼,即不存在能量的损耗,转化为内能,则声音可以一直传播下去,直到没有介质的地方为止。

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类似地,光源被熄灭了之后,一部分被周围物质吸收,转化为热能;一部分被散射;还有一部分继续传播,在透明物质中伴随著折射,在强引力场中被时空弯曲。这也是我们能够在地球上就能探测到几十万光年以外的恒星的根本原因。

值得注意的是:与听觉同理,我们肉眼看到的并不是光线本身,而是光进入我们眼睛之后,与视杆细胞和视锥细胞内的视色素发生光化学反应,然后经一系列生物学过程,最后被视觉中枢加工和分析后的感受。

也就是说:我们肉眼看到的世界,总是之前的样子,而不是现在的样子。光并没有在外面,而是被眼睛吸收了。

之所以经常会被误认为我们所看到的就是现在的样子,是因为光的传播速度相当之快。同时,从光线进入眼睛到被视觉中枢处理的过程也几乎是瞬时的。


被屋子里各种颜色的东西吸收了啊,光速那么快你是感受不到这个过程的。

先定义。

光是什么?波?粒?能量?载体?

既然你以人的视角出发(如果没有歧义的话),那就把它定义为人眼视觉现象

下一步,简化问题。

开灯,满屋子光反射,亮了。关灯,反射没了,黑了。

问题就变成了:当关灯的时候,光反射跑哪去了?

下一步,验证。

如果将光理解为光反射造成的人眼视觉现象,那么光就具有「现象」的特征。现象不具备物质的长宽高速度等物理属性。只有静态的「发生」、「没发生」和动态的「相变」三种状态。

光反射去哪了这句话是不成立的。

最后,结论。

光没去哪,直接死亡了,因为你把灯关了,光反射这个现象变成了「没发生」。你只要不开灯,(这盏灯发出的)光一辈子都处于死亡状态。


额,能说清楚点吗,没太明白
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