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1 # 科普鮮事
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2 # 五彩祥雲
如果在兩面鏡子之間發射出一束光,那麼,光不可能會一直在兩面鏡子之間來回反射而不消失。因為光在反射過程中一定會伴隨著能量消耗,經過有限次數的反射之後,光的能量將會耗散掉。
為了讓光在兩面鏡子之間無限反射,必須要有反射率達到100%的鏡子。光子穿過玻璃(主要是二氧化矽),到達鍍銀那層時,銀原子會吸收光的能量而被激發,處於不穩定狀態的銀原子又會釋放出光子,從而形成反射光。不過,在這樣的過程中,或多或少會伴隨一定的能量損失,不可能所有的光都會被反射出來。
另一方面,為了增加反射次數,還需要儘量增加兩面鏡子之間的空間真空度。因為光在空氣中傳播時,它們的部分能量會被氣體分子吸收,所以這個過程也會伴隨能量損耗。
既然沒有反射率達到100%的鏡子,也沒有絕對的真空,所以光在反射過程中必然會有能量損失,光不可能會在兩面鏡子之間無限反射。
我們假設鏡子的反射率可達99.999%,那麼,經過69314次的反射之後,光將會失去一半的能量。假設兩面鏡子之間的距離為20釐米,由於光的傳播速度約為每秒30萬公里,所以光在每一秒的時間裡可以反射15億次。這意味著只要46微秒的時間,光就會損失一半的能量。在460微秒後,光的能量將會變為原來的千分之一。而在4.6毫秒之後,光的能量將會衰減到原來的100萬億億億分之一。也就是說,幾乎在轉瞬之間,光的能量就會大幅度的衰減。
另外,從量子力學的角度來看,不確定性原理禁止光在反射之後能夠100%處於完全正確的位置,並沿著完全正確的方向運動,然後擊中鏡子上完全相同的位置,所以光不可能完全被反射出去。
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3 # 火星一號
如果在兩面鏡子之間發射出一束光,那麼,光不可能會一直在兩面鏡子之間來回反射而不消失。因為光在反射過程中一定會伴隨著能量消耗,經過有限次數的反射之後,光的能量將會耗散掉。
為了讓光在兩面鏡子之間無限反射,必須要有反射率達到100%的鏡子。光子穿過玻璃(主要是二氧化矽),到達鍍銀那層時,銀原子會吸收光的能量而被激發,處於不穩定狀態的銀原子又會釋放出光子,從而形成反射光。不過,在這樣的過程中,或多或少會伴隨一定的能量損失,不可能所有的光都會被反射出來。
另一方面,為了增加反射次數,還需要儘量增加兩面鏡子之間的空間真空度。因為光在空氣中傳播時,它們的部分能量會被氣體分子吸收,所以這個過程也會伴隨能量損耗。
既然沒有反射率達到100%的鏡子,也沒有絕對的真空,所以光在反射過程中必然會有能量損失,光不可能會在兩面鏡子之間無限反射。
我們假設鏡子的反射率可達99.999%,那麼,經過69314次的反射之後,光將會失去一半的能量。假設兩面鏡子之間的距離為20釐米,由於光的傳播速度約為每秒30萬公里,所以光在每一秒的時間裡可以反射15億次。這意味著只要46微秒的時間,光就會損失一半的能量。在460微秒後,光的能量將會變為原來的千分之一。而在4.6毫秒之後,光的能量將會衰減到原來的100萬億億億分之一。也就是說,幾乎在轉瞬之間,光的能量就會大幅度的衰減。
另外,從量子力學的角度來看,不確定性原理禁止光在反射之後能夠100%處於完全正確的位置,並沿著完全正確的方向運動,然後擊中鏡子上完全相同的位置,所以光不可能完全被反射出去。
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4 # 科學新視野
理論上都不行,實際更不可能。要保證這束光不斷往返反射,一直不消失,需要滿足至少三個要點:
①這一束光裡的每一個光子都不能被散射
什麼意思?換句話說,這束光的每一個光子的往返都必須保持在一條直線上,必須垂直入射和反射,這宏觀上看起來好像不難。
鏡子表面在微觀處並不光滑。
但實際上,因為鏡子的表面微觀結構並不平整,也就是鏡子的表面不是絕對的光滑,也不可能做到絕對光滑。這就像即便構成鏡子表面的一排原子都平鋪,但因為原子並不是方形的,是方形的也不是實心的,所以也有間隙,所以每一個光子都可能會散射,會偏離原來的直線。
②這一束光裡的每一個光子都不能被吸收
我們總覺得照射到鏡子上的光,全部會被反射,實際上並不可能。
在微觀處,總有光子被組成鏡子的原子吸收,這其實就是愛因斯坦的光電效應,吸收的光子會導致電子躍遷,足夠多的電子躍遷跳出原子就能形成光電流。儘管鏡子表面的原子吸收的光子比較少,也不可能達到形成光電流的要求,但確實有光子會被吸收了。
這個要求更不可能滿足,首先絕對真空不可能,量子理論甚至預言在普朗克尺度的微觀結構會有量子漲落,也就是時空本身會從空無一物的虛空冒出兩個正負粒子;其次,鏡面因為第②條提到的電子躍遷,也會有電子跑到兩面鏡子之間。
總之,無論是量子漲落出來的粒子,還是量子躍遷出來的,有光子和這些粒子相撞了,光子數就減少了。
總結一下,以上三個條件這束光不能滿足——無論是光子被散射出兩面鏡子的空間,還是被吸收,還是和半路冒出來的其他粒子相撞,光子的數量都會減少。所以,只要時間足夠長,兩面鏡子之間的光總會消失。
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5 # 快樂貝爾9v
不會 因為如果光源一消失 鏡面也就會同時停止反射此光源產生的光 沒有可反射此光的條件了 這是很直白的解釋
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6 # 老玩童宋生
個人觀點:
首先,我理解題主的意思應該是在“理想狀態”下進行的實驗,即真空環境當中,再兩面固定且水平的鏡子間射出一道垂直於鏡面的光,並迅速撤走光源,這束光能否持續在鏡面間反射。
我認為,在“理想狀態”中是可以的,但這束光應當是不可見的,因為是鏡面反射且無漫反射,所以是不會有任何光束進入眼球而成像的。
即使在“理想狀態”中,這束光能夠持續反射也是有條件的:我們知道光是一種波,而波是存在“干涉”特性的,那麼當波形出現重疊時,就會形成“干涉”,或增強或抵消,那麼這個實驗成功的關鍵是在於能否剛好有一部分波形不會重疊,那麼就要求這束光的光束足夠短,才不會形成“干涉”。
符合這些條件時,這束光是可以在鏡面間持續反射的。
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7 # 艾伯史密斯
答:鏡面反射的反射率達不到100%,光的能量與反射次數呈指數衰減,由於光速非常快,所以一束光在瞬間就會衰減為零,不可能一直存在下去。
在小時候,如果我們有一塊鏡子,會玩得不亦樂乎,因為利用鏡子可以把太Sunny反射到其他地方;我們假設有兩塊大的鏡子,那麼一束光在鏡子之間能無限反射嗎?
實際上一束光在經過數十次反射後就會弱到肉眼看不見,這是因為光在空氣中傳播會存在損耗,在鏡面反射時也會存在損耗,鏡面反射率達不到100%。
我們假設把鏡子放在真空中,沒有了空氣傳播損耗,並假設我們使用的鏡子反射率高達99.99%,而且光沒有發生散射,那麼在反射大約7000次後光的能量降低一半,反射大約4.6萬次後,降低為原來的1%,在反射20萬次後,理論上降低到原來的20億分之一。
而光速高達每秒30萬公里,假設兩面鏡子相距3米,那麼這束光每秒鐘能反射1億次,現實當中反射率最高的鏡面也就98%左右,幾乎在毫秒之間這束光就將損耗殆盡。
物理學中還有一種特殊的反射——全反射,全反射的反射率幾乎就是100%。
我們使用的光纖通訊就是利用了全反射原理,但是光在光纖中傳播也存在明顯的衰減,衰減原因主要有三點:
1、材料吸收,石英光纖的成分是二氧化矽,二氧化矽本身對光就有吸收作用,尤其是其中的雜質吸收作用更明顯。
2、散射,光在介質中傳播,多多少少會存在散射,散射光的傳播方向是隨機的,這也會導致光的損耗。
3、彎曲,光纖通訊是基於全反射原理,如果彎曲過度,會導致部分光線不滿足全反射條件,從而發生投射在包層中損失掉。
無論我們使用鏡面反射還是全反射,都無法避免光的傳播損耗,所以利用兩面鏡子不可能無限反射同一束光線;而且在量子力學中,光並不是連續的,而是以光子的形式傳播,遵循不確定性原理,我們並不能保證每個光子都能沿著原路反射回去。
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8 # 會講故事的外星人
如果在兩面鏡子之間射出一束光,光會不斷往返反射一直不消失嗎?
不存在百分百的傳遞眾所周知,世界上不存在永動機,也不存在無損失的能量傳遞。世界的能量的傳遞遵循著能量守恆,既不會憑空誕生,又不會憑空消失,只能從一個能量轉換成另一種能量。
兩面鏡子之間無論距離遠近傳遞過程中,總是會產生損失能量。
兩面鏡子中光在傳遞的過程中,總是處於損耗狀態,想要既要保持光的高速運轉,又要保持零能量損耗,是不可能實現的。
即便是在真空狀態下,鏡子的材質也會吸收Sunny部分的能量。其次鏡子的反射率達不到百分之百。通常鏡子的反射率為0.97,雙方面的損耗,導致鏡面之間不會儲存能量。
光和電在速度方面有著相同的共性,只不過是傳播介質有所差異。電在高壓傳遞過程中,少部分的電量以發熱的形式浪費掉。
只不過有源源不斷的電力輸送過來,瞬間彌補了傳遞過程中損失的電量。光也是一樣的原理。
光的能量儲存在光子中,發射時光子與介質的相互撞擊必然會消耗光子的能量,也就是光子在傳遞過程中碰見任何原子都會導致能量損耗。
如果沒有太陽持續的傳遞能量,光很快就消耗殆盡。
其次光時具有發散性,無法單一的集中在某一點上,除了鐳射以外,我們所熟知的電燈產品都是利用光的發散性,藉此更好的照明。
按照題主的思維,利用兩個鏡片“捕獲”光,倒是異想天開。
總而言之,光是無處不在,但是我們無法像儲存液體的方式儲存光。
回覆列表
沒有一面鏡子是完全反射的。每次光被反射時,總會有一小部分光被吸收。反射到後期,光線會變得越來越暗。這是由於反射鏡之間的反射使光失去能量造成的。光傳播1米大約需要3納秒,因此,如果鏡子相距2米,那麼第8張影象的光到達你的位置大約需要0.1微秒(1千萬分之一秒)。第一個和最後一個影象之間的延遲太小,您無法注意到。
即使麻省理工學院開發的所謂的100%反射的完美鏡子仍然有損失。
光是“蔓延”的,因為它具有波的性質。它不可能在兩個完美的鏡子周圍反射而不考慮光在它們之間傳播時的輻射。