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光的速度有多快?

书名:令人着迷的物理本章字数:984

比拼一下速度

你在10秒内可以跑多少米呢?奥林匹克选手的话,100米的赛跑可以用10秒左右完成。动物中跑得最快的是猎豹,10秒大约可以跑300米。而我们现在乘坐的交通工具可以跑得更快,比如新干线10秒大约可以行进800米,民航客机10秒大约可以行进2800米。

那么,世界上跑得最快的究竟是什么呢?那就是光啦。光在空气中可以每秒大约30万千米的超快速度前进。10秒钟的话,光可以行进大约300万千米呢。

我们使用手电筒照亮远处的时候,只要一打开手电筒的开关,光就会第一时间到达要照亮的地方,这正是因为光有着超快的速度呢。在伸手不见五指的屋子里打开电灯,屋子会马上明亮起来,也是同样的道理。

我们在观看远处天空中绽放的焰火时会发现,焰火升空绽放后要稍微过一会儿才可以听到“咚”的响声。声音在空气中的传播速度比民航客机的速度要快一些,1秒大约可以行进340米,10秒大约可以行进3400米。声音的速度也非常快,但是无法和光速相比。比方说,在3400米外的地方燃放焰火,焰火升空绽放时我们在远处就可以同步观看到,可是焰火绽放的声音却要延迟大约10秒才能传到我们的耳中。

无论是哪里,光都会瞬间到达吗?

无论是哪里,光都可以一瞬间到达吗?我们举几个例子来说一下吧。地球和太阳之间的平均距离约为1.5亿千米,太阳的光到达地球大约要8分20秒的时间。天空中闪耀的星星,就处于更远的地方了。北极星的光到达地球,要花费大约430年的时间。一直以来,我们都凭借观察身边事物的经验想当然地认为光可以一瞬间到达任何地方,但实际上光的速度并不是无限大的呢。

在同一均匀介质中,光是沿直线传播的

大家应该看到过阳光透过窗帘的缝隙直射进来,汽车的前照灯光线直射向前方吧?像在空气中这样,光在同一均匀介质中是沿直线向前传播的,这称为光的直线传播。

使手电筒的光线照射在桌面上,将手放到手电筒和桌面之间,桌子上会出现手的影子。当沿直线传播的光遇到手的时候,照在手上的光就不能到达桌面了,而那些没有照在手上的光会继续沿直线传播到桌面上,所以桌面上会留下手的影子。

日常生活中,其实很多地方都非常巧妙地利用到了光的直线传播。比如,使用手电筒照射远处物体的时候,我们会从正面迎着物体让手电筒的光线直接照过去。这其实就是经过长期的经验总结,大家知道了光在空气中是沿直线前进的。还有,拿某个东西的时候,我们会朝着那个东西直接伸出手,这其实也是因为我们下意识地认为物体就在光线直接过来的那个地方呢。