把手电筒射向夜空为什么光线越远越粗?

发布网友 发布时间：2022-04-23 17:00

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热心网友 时间：2023-10-09 23:46

     手电筒内有一个小型的白炽灯，也就是我们所说的灯泡，当电流通过灯丝的时候，就会发热发光。而白炽灯周围有一个凹面镜，能够把灯泡的光以平行的形式照射出去，这样的光线会随着距离的增加而快速扩散，蔓延，有着非常大的扩散性。而地球和月球之间的距离长达38万公里，就算不考虑大气层内灰尘和空气的阻挡，光束在到达月球之前就已经逃散得无影无踪了。因此，手电筒的光是不可能照到月球上的。

       实际上，光线照射距离的远近和光源的功率有关，功率越大就能照得越远。上个世纪三十年代，通用电气制造了一种先进的探照灯，这种探照灯使用陀螺仪灯架，拥有直径长达152厘米的凹面镜来反射，并且有专门的发电机，功率高达15千瓦，照射距离能够达到56公里。但即便是这么先进的探照灯，也无法照到月球上，更不用说小小的手电筒了。

        用手电筒朝天上照射一秒，就产生了一秒的光，这秒光已经有299792458米长。当然这是在真空中传播的速度。光在空气中传播速度只有微弱的减小，是真空速度的99.992%，为299552816米。所以用手电朝天上射一秒钟，我们还是按大致的算法30万公里来计算吧。这一秒钟的光段有30万公里长，会一直沿着直线向远处飞去。

     理论上，如果没有任何原子阻挡的话，又没有引力牵制的话它会一直飞到天荒地老，永不停歇。由于宇宙是个有界无边的球体，无限的曲率会使这束光围绕着宇宙一周，回到发出这束光的地方。但宇宙太大了，可视范围就有930亿光年直径，不可视范围没有人知道有多大，因此这束光只会一直走下去，没有返回来的时候，因为那个时候宇宙早就毁灭了。

     因为宇宙中并不是什么都没有，在广袤的太空，尽管空间真空程度比地球制造的最高真空还要强上多少亿亿倍，但还是有稀少的带电粒子，每立方厘米还会有几个粒子，这些粒子都会吸收光线。地球上人工制造的真空，在真空度几十亿分之一气压的电视机真空显像管里，每立方厘米空间还会有几百个亿个空气分子；科学界最强高能加速器的真空管道里，最高真空也只能达到每立方厘米上千个空气分子的水平。

       而且手电筒的光不但很弱，而且很散，不是一段集中的光，因此用不了多长距离就会被散射消耗吸收掉了。地球上空气密度很高，手电的光还没有出大气层就被消耗掉了。也就是说不需要一秒钟就没了。而且手电筒的光不但很弱，而且很散，不是一段集中的光，因此用不了多长距离就会被散射消耗吸收掉了。

       地球上空气密度很高，手电的光还没有出大气层就被消耗掉了。也就是说不需要一秒钟就没了。月球据我们地球平均距离为38万公里。这么强大的激光并用望远镜准直接受，才能精确捕捉一个光子，想想手电筒的光就只能呵呵了。有人做过一个模型测算，人类肉眼1亿公里的距离就很难看到地球了，在10光年的距离就基本看不到太阳了。相比之下，手电筒的光在宇宙中穿梭，能走多远呢？自己想吧。

热心网友 时间：2023-10-09 23:47

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