这时候大家会想起爱因斯坦的一个质能公式:E=MC2 。这个公式中竟然出现了光?这是偶然吗?显然我不会这么想 。推导到这里,我们再来总结一下,光是一种电磁波,电磁波是一种能量辐射,即光是一种能量 。
质能公式是普遍的,是宇宙范围内适用的公式,光出现在这个公式中,本身就代表了它是衡量宇宙物质能量的一个不可或缺“因子” 。
无论你是初中生,还是科研工作者,如果你从来没有这样思考过的话,现在就可以好好思考一下这个问题 。
我在第一章就强调过“世界是确定的,但世界的确定性我们无法把握 。”这句话的深层含义就包括了,任何联系的偶然性,都是确定的 。所以光出现在这个质能公式中,就不是偶然 。
同样正是本着这样的思维指导,我在《变化》中大胆地对惯性做了新的定义 。也就是说惯性质量和引力质量严格相等的事实,在我看来绝非偶然,所以我推出引力是惯性的源泉 。
同样宇宙间的众多的平方反比定律,在我的眼中也非偶然,值得去探究 。如果你把所有这一个个相似,看成偶然,我们必然会失去走近真相的机会 。
无独有偶,爱因斯坦场方程是中也出现了光 。牛顿力学是爱因斯坦狭义相对论在低速条件下的极限,包括万有引力定律 。所以万有引力公式中其实是暗藏“光”的因素 。想到低速,你立刻就要想到“速度”这个词 。但想到速度,你又会想到光速!对了,就是这样的 。对于速度所带来的冲击,于我们人类来说,至今新鲜 。新的时空观,新的宇宙观,好像什么都是新的 。
我们这一章是对光的总结性和启发性认识,所以我们必须紧紧围绕光来说 。那么现在说说光的运动,关于光的运动,前面的几个章节的铺垫,已经是现代实验所取得的成果 。
首先我们普通人的第一印象是光沿着直线传播,其次光速很快,是最快的 。一个涉及运动方向,一个涉及运动速度,现在对这两个点我们进行分析认识 。
更严谨的认识应该是这样的,光在真空中沿直线传播,也可以表述为光在同一种均匀介质中沿直线传播 。【但最严格的真空和均匀介质是不存在的 。】
在现实世界中,光大多时候不是沿着直线传播的 。光在介质中传播时,由于光受到介质的相互作用,其传播路径遇到光滑的物体会发生偏折,产生反射与折射的现象 。
还有在不同条件下出现干涉,衍射等现象 。另外,根据广义相对论,光在大质量物体附近传播时,由于受到该物体强引力场的影响,光的传播路径也会发生相应的偏折 。
那么我现在又有问题了?我们说光沿着直线传播正确吗?答案是对的 。光在同一种均匀介质中沿直线传播 。就以上图为例白色光在进入三棱镜之前,算是在同一种介质中,所以是直线传播 。进入三棱镜后,在三棱镜中也算同一种介质中【只不过是被折射了】,在出三棱镜界后,又是在同一介质中,所以沿着直线传播 。
这个问题还可以转化为,光沿着直线传播,可是彩虹为什么是圆弧状的?大概就是上面的原因,但情况比较复杂 。彩虹的形成是太阳光射向空中的水珠,经过折射→反射→折射……后射向我们的眼睛所形成 。
我们的问题永远不会有最后的一个!接下来我再问你们一个问题:“既然光线是沿着直线传播的,为什么又说它是一种波,还有波峰,波谷?”专业人士不要笑,确实有很多朋友,有这样的疑惑 。既然是科普,就要讲出大家的疑惑 。
答案确实不难,我们说光是沿着直线传播的,可是没有人告诉你光是直线!大家要记住光沿着直线传播,但光不是直线!光是有波峰,波谷,和频率的,所以是有“波”的性质 。
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