左右各一个手电,同时打开光子以光速在中间相撞,能看见什么?
左右各一个手电,同时打开光子以光速在中间相撞,能看见什么?
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先给出答案:在地球表面,你能看到的是两束光柱对穿而过,其它的什么都没有,即使有你也什么都看不到。咱们来细细聊聊这个话题。
一、两束光发生相互作用的条件
光发生相互作用是需要一定的条件的。我们都知道,可见光具有波粒二象性,也就是说,可见光的光子即是波动也是粒子。由于可见光的波长还是偏长,所以其粒子性不强,我们能发现的可见光的光子之间的作用都可以用光的波动性来解释。
用波动性解释光子之间的作用,主要是干涉和衍射。那么最适合解释两束光发生相撞的现象也就是干涉了。我们用干涉原理来看一下,两束手电筒的光相遇会发生什么?
二、两束光发生干涉的条件
产生稳定干涉的条件:只有两列光波的频率相同,位相差恒定,振动方向一致的相干光源,才能产生光的稳定干涉。
对于手电筒来说,其发光原理是灯丝受热随机辐射出来的光,所以发射出来的光第一不是相同频率的光、其二不具备稳定的相位差,所以是不可能发生稳定干涉的。
即使是在很小的几率下发生了偶然的干涉,我们也看不到。
三、视觉产生原理决定我们看不到两束光对撞的结果
我们能看到手电发出的光在空气中形成了一道光柱,这是因为在光前进的路线上,有空气分子和灰尘散射了光。这些光进入到我们的眼睛里,被视神经细胞俘获,形成电信号,传至大脑形成的视觉。
如果两个手电筒是在太空的真空环境中,没有空气分子和灰尘的散射,我们根本看不到手电光发出的光柱。
即使这时候,有很小概率的光发生了干涉现象,也不会进入到我们的眼睛里,不会产生视觉效应。
这也是为什么,我们在做杨氏双缝实验的时候要有一个接收屏的原因,因为我们只能看到观察屏上的反射光,如果没有这个屏,我们在侧面的位置上,我们将什么都看不到。
结束语
关于两束手电光对撞的问题,就回答到这里了,小伙伴们搞明白了吗?结论就是啥也看不到,其实这个实验很容易做,您亲自动手试一下,结果一目了然,毕竟事实证于雄辩。如果您觉得这篇文章对您有所帮助,欢迎您点赞和转发支持,如果您希望跟我深入交流,还请您关注我的账号,并在评论区留言发表您的见解。
2019-12-23 01:13:46 -
谢邀。可以告诉题主的是,两个手电相对打开照射,可以看到光线交叠的部分,光强是增强的了,但是这并不是光子相撞。实际上,对于每一束光,光子相撞的概率是非常非常小的,至于原因我们先按下不表,我们先来看看为什么光线交叠的地方为什么我们会看到光强增强。
如果光线真的在真空中传播,我们是看不到光线的,我们之所以看到光线,是因为空气中微粒物质(如雾气,粉尘,颗粒等)对光的漫反射,在空气越不好的地方,就越能看清楚光线,这也是有名的丁达尔效应。
在两束光交叠的地方,相当于有更多的光线通过漫反射进入我们的眼睛,所以我们能看到交叠的地方光强更强。就像我们晚上房间里开一个灯和开两个灯,房间亮度不一样是同一个道理。当然,通常情况下,两束光是独立的,相不干涉的,经过交叠区之后,沿各自传播的方向继续传播,光强,相位均不受影响。
接着,我们回到题主的问题,两束光交叠的地方,会不会有光子相撞?我们通常情况下,以为光子其实就是两个微小的球形,如下图,因此自然会想到两个光子会不会相撞。我们姑且认为光子就是微小的球形,事实上,光子之间的间隙是非常大的,所以光子相撞的几率是非常非常小的。
另外,光子其实并不是球形的,如下图,光子是在一段光波列上随机的位置(不确定性原理),而光波列的长度一般在几米到几公里不等,因此,光子要撞上的几率几乎为0.
虽然光子相撞的几率非常小,但也不是不可能相撞的,因此,光子相撞会发生什么呢?
现在的理论认为,能量特别高的光子才有可能相撞,相撞后产生一对正负电子对,负电子是我们常见的物质,而正电子是反物质,具体会发生什么,有待进一步实验,因为现在人类还没有办法产生那么高能量的光子。
总结一下,手电筒的光的光子远远满足不了光子相撞所需要的能量,因此完全没有必要考虑光子相撞的问题。
2019-12-23 15:38:19 -
比一个手电亮点儿!
2019-12-22 17:53:51 -
光有一个特点,叫做波粒二象性。实际上,两束光相向而来的时候,不会发生现实世界中物体相撞的的情况。而是互不干扰。
你自己也可以实验,两个手电筒,直射对面的时候,你只能看到对面的手电筒的光。
所以,两束光交汇的时候,其实,什么事情都不会发生。
2019-12-22 20:52:43 -
狭义相对论的基本假设之一就是光速不变原理。光是一个电磁场高速变化的物体。因为是场的结果,而场是力的原因,因此光这种现象不应该与参照系有关。换句话说,对于任意参照系而言,光的速度应该是不变的。至于手电筒发出的光,当你追着它跑时,你的时间会变慢,你所认为的一米会变短,因此你对速度的概念有所不同,当你测量光时,光还是那个速度。 ------------- 如果我回答对你有帮助,请关注我一下。或有其他问题也可以关注我,给我发私信
2019-12-22 17:39:07 -
这昰不是个简易对撞机?
2019-12-22 18:53:04