00:00 / 09:51
连播
清屏
智能
倍速
点赞1408
00:00 / 01:53
连播
清屏
智能
倍速
点赞6
骑行人1年前
一束光的命运:当关闭手电筒电源后,那束光是直接消失了还是继续传播? 科技漫谈 2024/3/6 10:45来自湖南科普领域创作者 关注 小时候,我们时常拿起手电筒照向夜空,看着那一束光线射向无尽的宇宙。不知道你有没有想过:当我们关闭手电筒电源时,这束光到底是直接消失了,还是会继续传播下去?它最终的命运是什么样呢? 光是什么?这是一个困扰了古人几千年的命题。中国的墨子,古希腊的欧几里得,都曾试图弄清楚光的本质。遗憾的是,受限于当时的客观条件,他们显然无法正确回答这一问题,欧几里得甚至认为光是从人的眼睛里发出的一种东西。事实上,现代物理学的两大支柱——相对论和量子力学,它们的诞生都源于对光的研究。 其实,要说清楚光到底是什么,我们只需要举一个简单的例子。众所周知,原子是构成物质的最小单位,它的基本结构就是原子核和绕核运动的电子。原子核和电子都带电,原子核带正电,电子带负电,两者互相吸引。 我们可以把原子想象成一个蜂群,原子核是其中的蜂窝,电子是环绕在蜂窝周围的蜜蜂。当然,电子不会像蜜蜂那样随意乱飞,它只能在固定的轨道上运行。不过,电子运行的轨道是可以改变的。 那么,它如何改变自己的运行轨道呢? 如果电子想从距离原子核较近的轨道运行到较远的轨道,那么它就要吸收一定的能量;如果电子想从距离原子核较远的轨道运行到较近的轨道,那么它就要释放一定的能量。需要说明的是,不管是电子“远离”原子核还是“靠近”原子核,它都不是连续移动的,而是直接跳跃,这种现象被称为“电子跃迁”。 电子释放出来的能量,会以一种“小能量包”的形式传播出来,它们被称为光子。光子其实就是一种能量微粒,它没有质量,但传播速度极快。运动中的光子能够和物质起作用,它就变成像水面上的波一样。而这个波因为具有电性和磁性,所以被叫做电磁波。 因此,从某种意义上讲,光子和电磁波都可以被看做是同一个东西,它们统称为“光”。我们可以这样认为:光子是指光的“粒子”,电磁波是指光的“波”。 手电筒能够发出光线,是因为电流加热了灯泡中的灯丝,对于原子来说,是有了外部能量的摄入。电子吸收了外部的能量,就会发生电子跃迁,使得电子从基态变成了激发态。当电子从外部获得的能量不足以使其跃迁到更外层的轨道时,它就会从激发态返回基态,并以波的形式释放出多余的能量。这时,就产生了
00:00 / 04:43
连播
清屏
智能
倍速
点赞4
00:00 / 02:03
连播
清屏
智能
倍速
点赞25
00:00 / 09:09
连播
清屏
智能
倍速
点赞9
今晚,一个来自700亿公里外的“星际访客”将准时抵达地球附近。这是人类最后一次亲眼目睹它的身影——错过今晚,它将彻底消失在宇宙深处,再也无法追踪。 它不是外星飞船,也不是神秘天体,而是人类亲手发射的“深空信使”——旅行者1号。 1977年9月5日,旅行者1号从美国卡纳维拉尔角发射升空。当时没人能想到,这艘重815公斤的探测器,会成为人类飞得最远的航天器,更没人想到它能在太空中孤独航行48年,至今仍在向地球传回信号。 它的任务原本是探测木星和土星。但在完成既定任务后,NASA决定让它继续向外飞行,朝着太阳系的边缘进发。如今,它已经飞到了距离地球约230亿公里的地方,正以每秒17公里的速度穿越日球层顶,进入星际介质区域——这是人类首个真正意义上“走出太阳系”的人造物体。 今晚,它将运行到一个特殊的轨道位置,与地球、太阳形成一条直线。此时它的信号传输路径最短,地球上的射电望远镜可以捕捉到最清晰的信号。更重要的是,这是它最后一次以“可观测亮度”出现在人类视野中。由于它携带的放射性同位素热电发电机能量不断衰减,预计到2030年左右,它将无法再为科学仪器供电,也无法向地球传回任何数据,彻底变成一座“宇宙漂流瓶”。 旅行者1号身上,藏着人类文明的“终极名片”——一张镀金铜质唱片。唱片直径30厘米,表面镀有金属保护膜,内侧刻有金刚石留声机针,确保它能在宇宙中保存10亿年。 唱片里收录了55种人类语言的问候语,包括中文的“各位都好吧?我们都很想念你们,有空请到这儿来玩”;27首世界名曲,从巴赫的《勃兰登堡协奏曲》到中国的古琴曲《流水》;还有115张图像,从DNA双螺旋结构到长城、金字塔,从婴儿的笑脸到宇航员的太空行走。 这张唱片,是人类写给宇宙的“情书”。科学家们希望,当旅行者1号在未来的某一天被外星文明捕获时,这张唱片能让他们了解地球,了解人类文明。而今晚,我们将最后一次通过望远镜“目送”它,想象它带着人类的希望,在无尽的宇宙中继续漂流。 回顾旅行者1号的48年太空之旅,它创造了无数个“第一”:第一个近距离拍摄木星大红斑细节的探测器,第一个发现土星环的复杂结构,第一个穿越日球层顶进入星际空间……它传回的每一张照片、每一组数据,都刷新了人类对太阳系的认知。 1990年2月14日,在NASA的请求下,旅行者1号在距离地球64亿公里的地方,转身拍摄了一张太阳系的全家福。
00:00 / 06:10
连播
清屏
智能
倍速
点赞23
00:00 / 23:06
连播
清屏
智能
倍速
点赞16