把手电筒关掉后,手电筒之前射出去的光还存在吗?
手电筒发出的光是在频率上是连续的,也就是说有各种各样的频率,频率间隔很小。然后其中的某种频率的电磁波也不是不停的发射的,而是无规则的断断续续的,因为处在某个激发态的电子数量是有限的,向下跃迁的电子数也是有限的。
举个不是很严谨的假设,B为高能级,A为低能级,B能级有10个电子,其中7个电子向A能级跃迁,发射频率为v的电磁波,这段电磁波的能量为7个频率为v的光子的能量和,很明显这段电磁波是一个脉冲(只是相比较我们经常听到的脉冲激光,这种手电筒发射的脉冲的脉宽要长很多,而且无规则,不可控),过一段时间,有电子跃迁补充倒B能级,B能级再跃迁到A能级,再发射一个脉冲,如果能像连续激光器那样形成动态的平衡(即B能级能及时得到补充),那脉冲的脉宽就会很长,就可以理解为连续发射频率v的电磁波。发射出去的电磁波会继续一直传播,直到与物质相互作用被吸收。
那么当我们关闭手电筒之后,会发生什么呢
没有新的光子,没有新的能量发出。但是之前射出的光子,依然以每秒30万公里的速度前进,光的能量也继续传播到更远的地方。只不过,手电筒的光速不集中,所以光子就像散弹枪的子弹,越远越分散,看不清楚。而且遇到空气中的阻拦,吸收衰竭,也就看不到了。
从能量的角度看,光的能量在与空气接触的过程中被耗散
如果光线集中,光线的可视距离就会很远。比如我们看到很多街头卖的激光笔,可以在夜空中看到射向很远,远道眼睛看不到的距离。所以,光线是不会突然消失的。而是继续往前传播。
这要看怎么定义"消失",如果说以肉眼所能观察的极限来说,当关闭手电筒几乎同时光也就消失了。但如果要从光的其他特性来考虑比如电磁波的特性,光会继续传递,折射散射衰减转化等等很难说光就这么消失了。