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行進中的光遇到物體時會發生什麼

生活更新时间:2024-09-02 16:20:41

行進中的光遇到物體時會發生什麼（如果在垂直光路方向足夠遠之處）1

關于這個問題，需要視情況而定。如果光穿過的是空蕩蕩的太空，除了在在光的前進方向上之外，其他任何方向都看不到這束光。而如果光穿過了某些介質，例如，包含一些微粒的空氣或者液體，那麼，在垂直于光路的方向上，隻要距離足夠遠，并且視力足夠好，理論上是可以看到光在緩慢的運動。

人的眼睛是光的接收器，想要看到光，就必須要有光進入到人的眼睛中。在空蕩蕩的太空中，光隻會向前傳播（沿着測地線），在垂直于光路的方向上，不會有光傳播過來，所以我們是不可能看到光的。如果宇航員在太空中拿着手電筒朝着沒有天體的方向照射出光線，那他也是看不到向前傳播的光，因為那些光不會進入到宇航員的眼睛中。

但如果光穿過包含一些微粒的空氣或者液體，并且微粒的尺寸比光的波長還小，那麼，光就會朝着各個方向被微粒散射出去，所以在垂直于光路的方向上都能接收到光線，這樣就能看到一條明亮的光路，這就是丁達爾效應。

行進中的光遇到物體時會發生什麼（如果在垂直光路方向足夠遠之處）2

因此，在這種情況下，如果距離足夠遠，并且視力足夠好，理論上，處在垂直于光路方向上的觀察者能夠看到光線在介質中緩慢移動。

如果光線相對于觀察者的角速度約為5度/秒時，人眼将會看到光線在緩慢運動。通過計算可知，這需要光路與觀察者的距離達到343萬公裡，相當于地月平均距離的9倍。顯然，在現實中，人眼不可能做到。但高速攝影機可以做到，下圖是科學家拍攝到的光子在空間中緩慢運動的景象：

行進中的光遇到物體時會發生什麼（如果在垂直光路方向足夠遠之處）3

麻省理工學院的科學家利用每秒一萬億幀的成像系統來捕捉光的運動，所以我們能看到光緩慢地穿過物體。

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