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每秒30万公里!不需要加速的光子,飞行的动力从哪来?

作者:资深科普君

导语

“光”是由太阳等恒星发出的,也是地球上最伟大的能源来源,自然光源于恒星核聚变反应,每秒都在释放出巨大的能量,形成光线后传播到地球后,又为地球上万物的生长提供能量。

但是人造光与自然光在光谱和传播方式上有区别,光为何能以30万公里的速度飞行?

光的飞行速度为何如此之快,又源自何处?

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一、光的存在和传播机制。

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世界上有两种物质构成,一个是由一颗一颗微粒构成的,一个是由波动的能量构成的,这就是光的存在。

根据物质的构成原子的组成,可以将物质分为由离子和电子构成的“等离子体”和由原子和分子构成的“常规物质”,而光是由这两种物质构成的。

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光是“粒子波”,粒子和波两种物质的特性都有,光能随着运动的速度光速飞行,也能像水波一样传播,光的波长很短,而且光有特定的频率,因此光的传播速度以光速传播。

光的波长和频率直接决定了光的颜色和亮度,波长越长,频率越低,光的颜色和亮度就越暗,反之越亮。

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光可以发出但是也能吸收,光以光速传播,而其传播方式又是以波的方式传播。

在传播过程中会遇到阻碍,在遇到阻碍后会产生折射、反射和衍射现象,这也是光产生全息和图像的原因。

光的颜色也是由波长决定的,太阳光谱中有七种颜色,分别是红、橙、黄、绿、青、蓝、紫,太阳光谱中所包含的光线种类有400多种。

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太阳光谱中所散发的光会经过地球的电离层后,大部分都会被吸收,只有两种光线能穿透,一种是有害的紫外线,另一种是对人类体健康有利的紫外线,由于含有紫外线,所以一般在晴天的时候会在阳光下透过电离层后,产生紫外线、光谱。

光也有两种,一种是自然光,另一种是人造光,自然光是太阳散发出的光,人造光源于灯,像是电灯产生的光线,只有光谱,没有紫外线。

自然光和人造光虽然都有光谱,但是在传播方式上有差异,自然光传播方式像是水流一样,而人造光传播方式像是大瀑布一样,不论是自然光还是人造光,都是以光速传播的。

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光能够以30万公里的速度飞行,并且还不需要加速,这与光子的静止质量有关,一个有质量的物体想要在宇宙中飞行,就需要施加动力,而光子的静止质量为零,因此能够以光速飞行。

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二、光的飞行速度。

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光能以30万公里的速度飞行,不管是在真空中还在空气中,光的飞行速度都是不变的,而其他物质在真空中飞行的速度一般是和空气中飞行的速度一样,即使是在真空中飞行,也是在空气中飞行的速度。

光的飞行速度约为每秒30万公里,因此光能围绕地球赤道飞行7圈。

光速每秒大约为3.00*10^5千米,一天24小时,一小时3600秒,因此光能够每天飞行约259.2亿千米。

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光的飞行速度有多快呢?

为了更直观的了解光的飞行速度,可以拿月亮来做个对比。

月亮和地球的距离约为38.4万公里,地球的周长约为4.4*10^4千米,太阳的光谱从地球传播到月亮,需要1.28秒,从地球到月亮的距离约为38.4万公里,因此光从地球飞到月亮只需要1.28秒。

因此,太阳的光谱以时速可以到达月球,而且光在太空中飞行的速度为常规物质的速度,并不需要加速。

光的飞行速度快不快?

还是从太阳的光谱出发,如果将太阳的能量完全发挥出来,将其能量全部变成爆炸能量,那么这次爆炸的能量能够将太阳系外的一切物体毁灭殆尽。

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然而,光的飞行速度为每秒30万公里,太阳到地球的距离为1.5*10^8千米,在这个距离下,光能够在500秒内飞到地球。

虽然距离宇宙中的能量还有很远的一段距离,但是太阳也输送出了巨大的能量,让地球上的生物有着丰富的生命。

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三、光在宇宙中的弯曲现象。

光能够以30万公里的速度在宇宙中飞行,但是光并不是没有质量的,光子的静止质量为零,因此光能够以30万公里的速度在宇宙中飞行。

在宇宙中,光会受到引力的影响,而光在受到引力的影响后,会发生弯曲,光在受到引力的影响后,会将宇宙中的各种物质和能量聚集在一起,因此,有引力的物体就会对光产生引力,从而产生光的弯曲现象。

光在宇宙中飞行的时候会经过各种星体,无论是超大质量星还是宇宙中的黑洞,在光经过后,都会对光产生引力,并且使光发生弯曲。

而光在黑洞附近飞行的时候,会因为黑洞的引力,将光吸入到黑洞的内部,光在黑洞内部飞行的时候,速度会变慢,最后在无法逃离的情况下,被黑洞吸收。

因此,黑洞的吸引力无比强大,甚至能吞噬光,那么为什么黑洞这么狂暴?

黑洞是一种超强引力场,它的半径小到无法看到,但是其引力却无比强大。

黑洞的质量非常大,因此产生的引力就会非常强大,没有光速能够逃脱,只能被黑洞吸入,因此黑洞也被称为“终结之地”。

结语

光不仅仅以30万公里的速度飞行,还能以30万公里的速度围绕地球赤道飞行7圈。

光的速度是不变的,但是光的方向是可以改变的,光在飞行的过程中会受到引力的影响,因此也会产生弯曲现象。

光的存在和传播机制对于物质世界的复杂性和奥秘有所揭示,光速传播的特性对于科学技术的发展和人类社会的进步具有重要意义,例如光通信、光学器件等领域。

对于光的深入研究,有助于我们更好地理解自然界的规律和提升人类对于光的利用和控制能力。