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關燈後,光去哪了?在極短時間內被周圍物質吸收

答案:光在極短的時間內被周圍物體吸收了,光能轉化為熱能。

真空環境中,光子會以光速前行,在不觸碰任何物體的情況下,光子永遠不會被吸收也不會衰變。根據這個道理,我們肉眼看到天上星星的亮光可能是它們幾百或幾千年前發出的,這些光沒有被阻擋或吸收才能夠傳遞到地球上。

如果在室內關燈後,這些光子會被空氣中的塵埃和分子,周圍的牆壁和地板上的瓷磚吸收。過程是光子先來到某個原子中,原子的外部存在電子,這些電子所處的軌道是離散的,電子只有吸收滿足能級差的光子才可以躍遷到更高能級的軌道上。而電燈的光不是單色光,是混合了很多波長的光線,這些光進入原子,部分會被原子核吸收,部分會被電子吸收,電子吸收了特定能量的光子後從低能級軌道來到了外層的高能級軌道,但這些高能級軌道是不穩定的,部分電子會回到低能級軌道,同時異塵餘生出光子,但異塵餘生出的光子會比吸收的光子少。

第一輪過程中,部分光子被原子核和電子吸收,不滿足能級的光子在彈性作用下產生反射,電子從高能級躍遷回低能級產生的光子會被異塵餘生出去,這兩者就是反射光的來源。

這些被反射的光子會進入第二輪,第二輪過程和第一輪一樣,不斷重複這個過程,光子在每輪中都會被逐漸吸收,由於速度極快接近光速,所以整個過程大約只有百萬分之一秒,瞬間就能完成。

不同物體對光的反射能力不同,2012年諾貝爾物理學獎獲得者進行的實驗就和光子有關,他們將光子置於反射率超過99.999%的真空光學腔內,光子在腔內不斷反射,通過光電二極管探測的光信號發現,關燈後,光還繼續亮了0.0027秒。

光子之間會擦肩而過不會發生碰撞,所以人類現在還可以檢測到138億年前,宇宙大爆炸產生的宇宙微波背景異塵餘生的光子,如果存在100%完全反射的真空光學腔,關閉光源後光子可以永遠保留在腔內,永遠亮下去。

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