每日一问:透明的物体,我们把物体分为什么
这是个非常有趣的问题 。首先我们知道,可见光的本质是电磁波,可见光其实是是电磁波谱中人眼可以看见的部分,而“看到物体”其实是物体发出(或反射)的可见光进入了我们的眼睛 。我们生活的环境中充满了各种各样的光介质,不同介质中光的传播速度不同 。根据费马原理,光会沿着使光线传播时间最稳定的路线传播 。在均匀的介质(比如温度均匀的空气或水)中,光路一定是直线;但是当介质不均匀时,光路就不一定是直线了 。海市蜃楼、太阳下山晚等等有趣的现象就是由此导致的 。
说回到透明物体 。我们在生活中大多数“看到透明物体”的现象其实就是光介质不均匀所导致的 。我们可以简单分类讨论:
【每日一问:透明的物体,我们把物体分为什么】有一种情况是光介质发生了改变 。光在界面上会发生折射和反射,和人眼位于界面同一面的光源向界面发射光,反射光进入我们的眼睛,我们就看到了界面的存在 。和人眼位于界面不同面的光源向界面发射光,折射光进入到我们的眼睛,也会使我们察觉到中间有透明的物质存在 。透明玻璃上的反光,放大镜的放大效果都是这种现象的体现 。
还有一种情况是,同一种的介质由于各种因素影响变得不再均匀,光在其中也不再沿直线传播 。直观的体验是夏天的午时站在柏油马路旁,你会看到空气中“热浪滚滚” 。这实际上就是由于地面高温,热量传递到空气中,使得空气不再均匀,穿过空气的光线也不沿直线传播,看起来就像某种物质在空气中弥漫一样 。
其实,不光可以说某物质对可见光是“透明”的,也可以说某物质对其他波段的电磁波是透明的 。比如,骨头对X光是不透明的,而其他身体组织对X光却是透明的,因此我们可以用X光成像看到身体内部,帮助医生诊断 。
最后,我们可以稍微拓展一点 。从电动力学的角度,真空才是真正的透明,其他物质都会与电磁波作用并影响电磁波的传播 。另一方面,我们由广义相对论可知,在大质量的天体附近,时空会发生明显的弯曲,在这里传播的光线也会看起来发生弯曲 。之前轰动一时的黑洞照片中的像,其实就是背景光源的光线经过了黑洞附近,发生弯曲的光线被我们观测到所成的像 。因此,和前面讨论的类似,我们也能借助时空的弯曲来“看”到透明的真空呢 。
回答:Quesmark
编辑:yrLewis
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