전구가 켜지면 방의 모든 방향에 흩어져있는 광자를 방출하고 그 안에 존재하는 모든 물체에 부딪칩니다. 이 물체들은 그것들을 때리는 대부분의 광자를 흡수하지만 작은 분수를 반영하여 실제로 방 안에서 물건을 볼 수 있도록 도와줍니다. 전구가 꺼져 있으면 새로운 광자가 방출되지 않으며 방 안에 이미 존재하는 광자는 모두 완전히 흡수 될 때까지 셀 수없이 많은 시간에 반사됩니다.
교사가 광학의 기초를 설명했을 때 과학 수업에주의를 기울인다면, 빛은 광자로 알려진 수백만 개의 매우 작은 ( "보이지 않는 것, 눈에 띄지 않는 눈"작은 입자로 구성되어 있음을 알고있을 것입니다. 이것들은 무선 파, 자외선, 전자 레인지, 물론 가시 광선을 포함하여 모든 종류의 전자기 방사선을 운반하는 기본 입자입니다.
광자를 '운반'하는 작가의 예술가 표현. (사진 크레딧 :프로모션 / 셔터 스톡)
방에 들어가 램프를 켜면 방에 즉시 빛이 침수됩니다. 보다 구체적으로, 방은 수십억의 광자에 수백만의 광자로 가득 차있어 방 안에 무엇이 있는지 볼 수 있습니다. 그러나 램프를 끄면 빛은 어디로 갈까요? 방 안에 존재하는 수십억의 광자는 어떻게됩니까? 그들은 죽거나 멈추지 않습니까?
우리가 대답하기 전에 몇 가지 기본 개념을 빠르게 요약 해 보겠습니다.
광자 :빛을 운반하는 기본 입자
가시광은 전자기 방사선의 유형이자 전자기 스펙트럼의 작은 구성 요소라는 것을 이미 알고있을 것입니다. 무선 파, 적외선 광선, 자외선, 감마선 등을 포함하는 동일한 그룹입니다.
전자기 스펙트럼 (사진 크레디트 :DesignUA / Shutterstock)
광자는 모든 유형의 전자기 방사선의 가장 근본적인 입자입니다. Wi -Fi 신호를 운반하는 무선 파, 오븐 내부의 음식을 가열하는 전자 레인지 또는 우리 주변의 세계를 볼 수 있도록 보이는 가시 빛의 가시 광선입니다. 휴식 덩어리가 0 인 광자는 진공 상태에서 초당 거의 300,000 킬로미터의 마인드 화 속도로 움직입니다 (광자의 속도는 빛의 속도를 나타냅니다).
.광자는 어떻게 사물을 비추는가?
방 안에 보관 된 광원 (예 :램프)은 램프를 켜진 후 모든 방향으로 스크램블하는 수백만의 광자를 방출합니다. 램프는 방에 보관되어 있기 때문에 (즉, 밀폐 된 공간), 방출하는 광자는 경로에 들어오는 모든 것을 부딪쳐서 방 안에 보관 된 모든 것을 밝힙니다.
.다음은 광자가 작고 밀폐 된 공간을 밝히는 방법에 대한 멋진 비디오입니다.
믿거 나 말거나, 카메라는 실제로 조명을 움직였다!
위의 비디오는 MIT 교수이자 연구원 인 Ramesh Raskar의 TED 비디오입니다. FEMTO 사진에 대해 이야기 한 MIT 교수이자 연구자-초당 1 조 프레임을 포착하여 움직이는 빛을 포착 할 수있는 최첨단 이미징 기술입니다!
광원이 꺼질 때 광자는 어디로 갈까요?
램프가 빛나는 한, 방에는 광자가 지속적으로 공급됩니다. 방 안에 보관 된 물체 (예 :테이블)를 치는 수많은 광자 중 일부는 흡수되는 반면, 다른 일부는 반사되어 과정에서 어느 정도의 에너지를 잃게됩니다. 이 반사 된 광자는 방에서 다른 것을 공격하고 조금 더 에너지를 잃게됩니다. 기본적으로, 광자는 무언가에 완전히 흡수 될 때까지 물체를 튀는 것을 계속 튀는 것입니다.
내부에 광자가 지속적으로 공급되는 한 방은 조명을 유지합니다.
이런 식으로, 램프가 빛나는 한 방은 밝게 유지됩니다. 그러나 꺼진 순간, 상황이 상당히 빠르게 변합니다.
램프가 꺼지기 전에 방출 된 광자는 방 안에있는 물건에 완전히 흡수 될 때까지 물체를 계속 튀는 광자입니다. 밀리 초의 일부에서 모든 광자는 방 안에 완전히 흡수됩니다.
램프가 빛나면 램프가 끊임없이 신선한 광자를 방에 쏟아 부을 것이기 때문에이 광자의 빠른 흡수는 아무런 차이가 없습니다. 그러나 이제는 신선한 광자 공급이 없어서 꺼져서 광자 (램프가 켜져있을 때 방출)가 방의 물체에 흡수 될 때 제거됩니다. 이 흡수 된 광자의 에너지는 우리가 알고 있듯이…
이 모든 것, 즉 램프에 의한 광자 방출, 다른 물체에 의한 그들의 반사 및 흡수는 약 100 만 분의 1 초에 발생하며, 이는 평범한 인간이 인식하거나 개념화하는 데 미친 듯이 빠릅니다. 그렇기 때문에 불이 꺼지는 순간 방이 어둠 속으로 떨어집니다.
흥미롭게도, 외부 공간에서 램프를 끄는 것은 지구의 방과 같지 않을 것입니다. 일반적인 방과 달리 외부 공간에서 방출 된 광자는 실제로 오랫동안 아무것도 치지 않고 광대 한 공간 진공 청소기에서 계속 될 것이기 때문입니다!
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