如果我把一束光射到一个镀了最好反光材料的瓶子里,那么光会不会一直在里面弹来弹去?

殿下~

答:假设存在100%反射的材料,那么光会在瓶子里永远弹来弹去。为了实验更完美,我们还得使用相干性极好的激光。


光的本质是电磁波,一束激光照射出来,根据照射的时间,相当于一段有长度的电磁波,如果放到瓶子中并保证激光不溢出,瓶子反射率又是100%的话,那么相当于把这段电磁波关在了瓶子中,将永远在里面反射。



实际中有这样类似的设备——光纤。你在光纤一头射入激光,激光会在光纤内反射很多次后,从另外一头射出来。



就算我们制造了99.999999%反射率的材料,简单计算反射4.6亿次就衰减成1%,放到瓶子中不到1/10秒就衰减掉了。


况且100%反射率的物质,理论上也是不存在的,目前反射率最高的,就是网络通讯中用到的光纤,原理是利用光的全反射,其反射率几乎接近100%,但是除了反射衰减外,光还存在散射。



所以光纤也是有信息传播距离限制的,一般单模光纤为50~100KM,至于更远的距离,就得使用中转站,来加强信号。



艾伯史密斯

如果这个反射材料的反射率能达到100%,在这个密闭的瓶子内光确实会一直弹下去。不过很遗憾,反射率100%的材料并不存在。



其实道理很简单,反射率达不到100%,即便是99.999%,光线每次折射都会被反光材料吸收一部分能量,转化为热能。而光速又是那么的快,约每秒30万公里,一秒能绕地球7圈多。所以就算每次折射损耗0.001%的能量,假如瓶身的直径是5公分,也只需0.2微秒左右(1微秒=10的负6次方 秒)就全部消失了。

其实这样的瓶子让我想到了一个完全相反的物体——

黑体(不一定是黑色)。它可以吸收所有照射来的电磁波,这其中也包含了可见光。所以在温度不高的情况下,随便你用什么光照它,都不会反光,一直是黑色的。

不过黑体自己产生热辐射(只要物体温度不是绝对零度,都有热辐射,发出电磁波),它吸收电磁波,温度上升,到500摄氏度左右,就可以发出暗红色的可见光了。还有天文学上,一般把恒星都视为黑体。

期待您的点评和关注哦!


赛先生科普

不能,因为光有波粒二象性,如果光只是波,那理论上是可以封装在反光率100%的瓶子里。但是光有粒子性,所以哪怕瓶壁反光率100%,光的粒子性会和瓶壁的原子发生作用,最后以发热形式消失。

所以一速封在这样一个瓶子里的光会因为其粒子性,以转化为热能的形式“慢慢”消失。

为什么“慢慢”要用引号?因为那是以光为参照物,如果以我们为参照物,那衰竭的速度会非常快,可能是纳秒级别的,这种衰竭率和瓶子直径有关,因为瓶子直径决定了光每秒在瓶内反射的次数,而每次反射都会有特定比例的光因为粒子效应发生热寂而衰竭。


夜人6666

会一直反射,而且你提到的问题可以证伪量子力学,这是我一直在研究的一个问题,如果你给瓶子里的光子拍照,会出现什么结果?无论你用什么相机,都会出现一个结果,那就是光子云,量子力学依据电子云解释电子的不确定性,恰恰是因为相机无法在短距离内对高速运动的单个电子拍照因此产生电子云的假象,所以量子力学的所有根基都是错的,量子力学是错的


他乡云难掩故乡月

可作以下设定:

1丶最好的反光材料应达到100%的反光率。

2丶瓶子为全封密黑箱体,绝对不泄光。

3丶光是抗衰减的激光束。

理论上满足以上3个条件,可实现题主的要求。但在实践中,不可能做到。


赵凡丁201

假设如果有百分百封闭百分百内部反光度,且可以将光发射进去,那么还得要求内部绝对真空,哪怕有任游离原子,也会因为碰撞,将光能转换成热量。



更何况这种百分百反光的物质是不存在的。原子间必定有缝隙,原子核对于原子小的太多了。哪怕质子和质子中子之间也是凹凸不平的~



最终,物质的碰撞和空间的震荡,会使光波长不断拉伸,逐渐衰退为红外线,直至变成热量散发掉~


精馨美学设计


一不平2018

会。光纤通信就是利用这个原理。现在家庭入户的光纤,就是一根很细的玻璃丝,为了防止折断,就在里面加了一根钢丝来保护光纤。向光纤里通入激光,当激光与光纤超过一定角度后,光在光纤里面产生全反射,基本上无衰减的把光传播过去。


leimingcai

这主要取决于瓶中的温度?只要温度在常温下,那么“光子”在失去速度后就会瞬间消失!

具体的论述可以参考《光子去哪儿啦?(光子的命运)》

2018、5、4


自然科学理论研究者

事实上就有这样的东西,,光纤就是,,光在光纤中就是不断反射传到另一边的。这也就是光纤被割断后不好接的原因,割断后,光光会外泄。光纤正是利用这个原理,才能同时几百万用户用一根光纤而不会互相干涉,如果是电路类传导信号什么的就不行了用户信号一多就容易干涉。


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