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每秒30萬公裡!不需要加速的光子,飛行的動力從哪來?

作者:資深科普君

導語

“光”是由太陽等恒星發出的,也是地球上最偉大的能源來源,自然光源于恒星核聚變反應,每秒都在釋放出巨大的能量,形成光線後傳播到地球後,又為地球上萬物的生長提供能量。

但是人造光與自然光在光譜和傳播方式上有差別,光為何能以30萬公裡的速度飛行?

光的飛行速度為何如此之快,又源自何處?

每秒30萬公裡!不需要加速的光子,飛行的動力從哪來?

一、光的存在和傳播機制。

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世界上有兩種物質構成,一個是由一顆一顆微粒構成的,一個是由波動的能量構成的,這就是光的存在。

根據物質的構成原子的組成,可以将物質分為由離子和電子構成的“等離子體”和由原子和分子構成的“正常物質”,而光是由這兩種物質構成的。

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光是“粒子波”,粒子和波兩種物質的特性都有,光能随着運動的速度光速飛行,也能像水波一樣傳播,光的波長很短,而且光有特定的頻率,是以光的傳播速度以光速傳播。

光的波長和頻率直接決定了光的顔色和亮度,波長越長,頻率越低,光的顔色和亮度就越暗,反之越亮。

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光可以發出但是也能吸收,光以光速傳播,而其傳播方式又是以波的方式傳播。

在傳播過程中會遇到阻礙,在遇到阻礙後會産生折射、反射和衍射現象,這也是光産生全息和圖像的原因。

光的顔色也是由波長決定的,太陽光譜中有七種顔色,分别是紅、橙、黃、綠、青、藍、紫,太陽光譜中所包含的光線種類有400多種。

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太陽光譜中所散發的光會經過地球的電離層後,大部分都會被吸收,隻有兩種光線能穿透,一種是有害的紫外線,另一種是對人類體健康有利的紫外線,由于含有紫外線,是以一般在晴天的時候會在陽光下透過電離層後,産生紫外線、光譜。

光也有兩種,一種是自然光,另一種是人造光,自然光是太陽散發出的光,人造光源于燈,像是電燈産生的光線,隻有光譜,沒有紫外線。

自然光和人造光雖然都有光譜,但是在傳播方式上有差異,自然光傳播方式像是水流一樣,而人造光傳播方式像是大瀑布一樣,不論是自然光還是人造光,都是以光速傳播的。

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光能夠以30萬公裡的速度飛行,并且還不需要加速,這與光子的靜止品質有關,一個有品質的物體想要在宇宙中飛行,就需要施加動力,而光子的靜止品質為零,是以能夠以光速飛行。

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二、光的飛行速度。

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光能以30萬公裡的速度飛行,不管是在真空中還在空氣中,光的飛行速度都是不變的,而其他物質在真空中飛行的速度一般是和空氣中飛行的速度一樣,即使是在真空中飛行,也是在空氣中飛行的速度。

光的飛行速度約為每秒30萬公裡,是以光能圍繞地球赤道飛行7圈。

光速每秒大約為3.00*10^5千米,一天24小時,一小時3600秒,是以光能夠每天飛行約259.2億千米。

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光的飛行速度有多快呢?

為了更直覺的了解光的飛行速度,可以拿月亮來做個對比。

月亮和地球的距離約為38.4萬公裡,地球的周長約為4.4*10^4千米,太陽的光譜從地球傳播到月亮,需要1.28秒,從地球到月亮的距離約為38.4萬公裡,是以光從地球飛到月亮隻需要1.28秒。

是以,太陽的光譜以時速可以到達月球,而且光在太空中飛行的速度為正常物質的速度,并不需要加速。

光的飛行速度快不快?

還是從太陽的光譜出發,如果将太陽的能量完全發揮出來,将其能量全部變成爆炸能量,那麼這次爆炸的能量能夠将太陽系外的一切物體毀滅殆盡。

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然而,光的飛行速度為每秒30萬公裡,太陽到地球的距離為1.5*10^8千米,在這個距離下,光能夠在500秒内飛到地球。

雖然距離宇宙中的能量還有很遠的一段距離,但是太陽也輸送出了巨大的能量,讓地球上的生物有着豐富的生命。

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三、光在宇宙中的彎曲現象。

光能夠以30萬公裡的速度在宇宙中飛行,但是光并不是沒有品質的,光子的靜止品質為零,是以光能夠以30萬公裡的速度在宇宙中飛行。

在宇宙中,光會受到引力的影響,而光在受到引力的影響後,會發生彎曲,光在受到引力的影響後,會将宇宙中的各種物質和能量聚集在一起,是以,有引力的物體就會對光産生引力,進而産生光的彎曲現象。

光在宇宙中飛行的時候會經過各種星體,無論是超大品質星還是宇宙中的黑洞,在光經過後,都會對光産生引力,并且使光發生彎曲。

而光在黑洞附近飛行的時候,會因為黑洞的引力,将光吸入到黑洞的内部,光在黑洞内部飛行的時候,速度會變慢,最後在無法逃離的情況下,被黑洞吸收。

是以,黑洞的吸引力無比強大,甚至能吞噬光,那麼為什麼黑洞這麼狂暴?

黑洞是一種超強引力場,它的半徑小到無法看到,但是其引力卻無比強大。

黑洞的品質非常大,是以産生的引力就會非常強大,沒有光速能夠逃脫,隻能被黑洞吸入,是以黑洞也被稱為“終結之地”。

結語

光不僅僅以30萬公裡的速度飛行,還能以30萬公裡的速度圍繞地球赤道飛行7圈。

光的速度是不變的,但是光的方向是可以改變的,光在飛行的過程中會受到引力的影響,是以也會産生彎曲現象。

光的存在和傳播機制對于物質世界的複雜性和奧秘有所揭示,光速傳播的特性對于科學技術的發展和人類社會的進步具有重要意義,例如光通信、光學器件等領域。

對于光的深入研究,有助于我們更好地了解自然界的規律和提升人類對于光的利用和控制能力。