密室中开灯后再关掉,那么之前发出的光线哪去了?

被周围的墙壁,以及空气分子吸收了。

“光”是物理学中最神秘的粒子,即便人类对光的理性思考已经有两千多年的历史,但截止目前为止,光的很多奇妙性质都还没有解开。

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在量子力学中,光属于基本粒子中的规范玻色子,理论寿命是无限的,在真空中始终以光速运行,光子没有静止质量,只有动质量,我们也可以把光子看成一种特殊的“纯能量”。

要回答题目问题,先得了解光子的产生和吸收,原子由原子核与核外电子构成,核外电子会有不同的能级(也可以理解为轨道),能级越高时电子携带的能量也越高,于是:

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(1)当电子从低能级跃迁到高能级时,电子会吸收能量,也就是吸收一个光子;

(2)当电子从高能级跃迁到低能级时,电子会释放能量,也就是释放一个光子;

不同的原子,以及同一原子在不同能级之间的跃迁,会吸收或者释放不同能量的光子,由此形成了五颜六色的光。

对于灯泡,能把电能转变为原子中核外电子的能量,使核外电子处于激发态,然后激发电子跃迁至低能级,从而释放光子。

光子产生后如果不受阻挡,就会永远传播下去;在一个漆黑的密室中,射出的光子会被墙壁吸收或者反射,也会被空气分子吸收。

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墙壁的吸收率和反射率在0~100%之间,由于光速特别快,每秒会被墙壁反射上亿次,每次反射墙壁都会吸收一定百分比的光子,由于光子是离散的,所以光子最终会被完全吸收。

假设墙壁是一种完全不吸收光子的材料,密室内也是真空的,那么理论上光子可以在密室中无限地反射下去;实际当中不存在100%反射率的材料,哪怕反射率高达99.99999%,在反射一亿次后,也只剩0.005%的能量,然而在密室中反射一亿次也就一瞬间。

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