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光是直线传播?

王朝干货·作者佚名  2011-12-16
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宏观上来看,光在经过黑洞的时候为什么会被它吸引过去,在被吸引过去的时候是成折线形式过去还是成曲线形式过去的。

假设A是某个发光的恒星,B是黑洞,在恒星A发出的光线中有一部份(1和2的夹角内的光线)经过黑洞时被吸了过去,其中像光线5是指向黑洞B的,所以不必拐弯,但问题是那些不是直接指向黑洞B的光线是怎么被黑洞吸过去的呢,是像光线3那样到某个点是直接折射过去呢,还是像光线4那样随着黑洞引力的增强有个慢慢变化的过程,是沿曲线路径拐过去的呢,假如说是像光线3那样直接拐过去,那么这个点在什么地方呢,黑洞把光线吸引过去的力量是万有引力(目前认为的),而万有引力是两个有质量的物体之间存在的力,也就是说光线本身是有质量的,那么在光线从发光恒星A往黑洞传播的过程中,它受到了万有引力因该是无级变化逐渐增大的,我的感觉是它不会在某个点上突然就变向折射,而因该是沿着一个曲线路径慢慢转向黑洞,这个还有待观察证实。假设光线是像图-2中光线4那样从恒星A沿曲线传播到黑洞的,那么在一定区域内的光线被黑洞吸引过去的状况就像图-3所示的那样,是一个变化的分布,在1、2、3、4、5、6条光线中,靠近水平方向的光线1受到黑洞引力的影响最小,它的曲率最小,而且它也许只是弯曲了,改变了传播方向,没有被黑洞吸过去。只是饶过去了。而最靠近黑洞的光线6,受到的黑洞引力最大,它的曲率最大,这样来看的话,光线的传播就不能笼统的说是沿直线传播的,就算在没有黑洞的情况下,它在受到其它物体的万有引力的情况下是不会沿直线传播的,只是这种影响很小,可以忽略不计,所以光线沿直线传播是相对的,不是绝对的。

严格的说是 "光在相同介质中才沿直线传播",你们可以做一个简单的实验,用一个三棱镜,在太阳光的照射下,在地上的投影是呈七彩的光斑,如果光真的只有直线传播,那不会出现七彩的光斑的,由于不同颜色的光有不同的波长,其对玻璃的折射率不一样,红光波长长,折射率较小,紫光波长短,折射率最大,所以在通过三棱镜的时候,由于折射率的不同而将光分开,因此在不同的介质中,光就不一定是直线传播了。

光沿直线传播是常见的自然现象。光的直线传播是有条件的:光在同一种、均匀的媒质里是沿直线传播的,例如在空气中,在水中。如果光从一种媒质射向另一种媒质,就会发生反射和折射,不再沿直线传播。另外,在一定条件下(例如当光通过一个大小近于或小于光的波长的小孔时),光还会发生衍射(绕射)现象。

不考虑引力,在同一均匀的介质里是直线传播

一般来说光在真空中是直线传播的(我的知识范围内)

在某些引力场或介质中就不清楚了

参考资料:我的脑袋

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