本文目录
- 科学家揭示光的新属性:光线能以螺旋方式传播是不是真的，有何依据
- 一束光能传播多远达到一定距离是逐渐减速还是突然停止
- 光在宇宙真空中是直线传播吗
- 为什么说光是沿直线传播的呢
- 阳光是按照直线还是曲线传播的呢为什么
- 用手电朝天上照射一秒再关了，手电光去哪了，是继续传播吗为什么
科学家揭示光的新属性:光线能以螺旋方式传播是不是真的，有何依据
光是电磁波。波有正半周和负半周，波有波峰和波谷。它们之间是一条0线即轴。电磁波是交替变化互成90度的电磁场。光的传播介质对电磁场没有摩擦力。交替变化的电磁场可以平平过传播下去，也可以旋转方式传播下去。但平平过的概率接近0，必定是螺旋式的，像宏观星体自转，也是必然，不自转概率接近于0。光电磁场旋式传播但中心线仍然是直线。中心线电磁场传播速度仍然是光速。每一个缧旋是互成90度变化电磁场，外周围成的电磁场稍慢一点，但不影响光速，因为每一个波的形成是以中心线开始发生的。科学家揭示光的新属性，加强了对光是电磁波的认识，能更好地解释光的现象。
一束光能传播多远达到一定距离是逐渐减速还是突然停止
光的本质是一种具有波粒二象性的电磁波，光的传播距离取决于传播介质以及遇到的障碍物。
如果不知道波粒二象性的可以看看我的另一篇头条回答。即同时具有波动性和粒子性，当一个光源发出光时，如果没有加外来的设备，光就会向四面八方传播，向空间中发射一段一段的电磁波，我们都知道，波是会发生干涉，折射，和衍射的，其中干涉和衍射是不会削弱光的能量的，但是折射就不同；在折射现象中，有一部分光会偏离原来的航线向另一方传播，这就导致光在传播过程中能量会变得越来越弱，以至于变得无穷小，从而被一些吸波物体完全吸收，那么光的传播就结束了，并不会突然停止。
光在宇宙中传播是最普遍的现象，而宇宙中又有各种各样复杂的物体，他们所吸收的各种光的频率有不尽相同，所以光的传播距离应该根据环境的特征进行判断，虽然有吸收光的物体，但是这种吸收是非常微弱，而宇宙又这么大，光终究还是逃不出宇宙的，那么光自然也就有终点，并不会无限传播。
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光在宇宙真空中是直线传播吗
光沿“直线传播”吗？答案可能是，可能不是，看你怎么定义“直线”。
什么是直线？其实很多人没搞明白。
在欧几里得的《几何原本》里，直线被定义为“直线是它上面的点一样地平放着的线”，其中线的定义是“线只有长度没有宽度”。
但“一样地平放着”只是一个直观的概念，实际上这个定义很牵强，等于没有。
现在更多人把直线定义为“两点间最短的线”（在这里不要去纠结线段和直线的区别），至少在逻辑上是比较清楚的定义了。
但又有一个问题：“短是什么？”
短是距离概念，从几何学考虑这个问题的话，测量距离需要运用尺子，但尺子是直的，也就是说需要建立在直线的概念上，这就成了典型的循环定义了。
也就是说，我们用了这么久的“直线”在几何学里其实一直没有一个精准的定义。
所以要定义距离，就不能仅从几何学的角度去思考。而现在普遍昰用类似微积分的思考方法，在两点距离间想象成有无数个无穷小的笛卡尔坐标系，
再运用解析几何在每个笛卡尔坐标系中定义出一小段距离（就是我们直观认知的直线），然后在路径上连接这无穷多个小段，就能定义出两点间的连线距离。
想一想为了要定义个几何最简单的“直线”竟然需要用到微积分，也是够恐怖的了。
直白点说，真正的“直线”是由数个“最短线”连接起来的线。
扭曲时空里的直线，叫短程线。
如果光在宇宙中，无任何阻碍地飞行，它一定是直线飞行了，这个大家都能理解。
但广义相对论告诉我们时空会扭曲，在扭曲的时空中光就会拐弯，在多数人看来，这不能叫直线飞行了吧。
但是，如果把光在扭曲时空里的轨迹，理解为在一个球面上飞行，那用以上说的方法，在这样的空间中找到的一条由数个“最短线”组成的线，只可能在球表面，也就是说“直线”变弯曲了。
所以，光其实还是在以直线传播。
但为了区隔我们的直观感受，这条线在相对论里称为“短程线”，这种现象也叫“短程线效应”。
所以准确的说，光在宇宙中是沿“短程线”传播。
但以上说的全部只是基于光的粒子性角度，而光具有“波粒二象性”，在光的波动性下，光又是怎么传播的？
光的干涉、衍生、泊松亮斑都已经证明了光的波动性，而且在实际生活应用中，波动性比粒子性应用得更广泛。
而关于我们观察到的光为什么是直线传播，在量子力学层面有另一种解释，就是费曼的“路径积分”。
通过所有可能发生的情况求和来描述量子的不确定现象（通过拉格朗日函数可以计算），而量子波函数的坍缩，表示为一个拥有所有可能的物理系统向一个唯一能确定的结果演化。
这里面，费曼引入了经典力学的“作用量”概念。
大概意思是说，在一个已知初始状态与最终状态的系统里，系统会以作用量最小的方向演化，这被称为最小作用量原理。
在费曼看来，在同一均匀介质中，两点之间光并不只沿一条路径传播，而是同时沿着所有可能的路径传播，甚至是歪歪扭扭的曲线路径。
但由于波动性，光会在所有可能的路径上自相干涉。 几乎所有路径上的光都会因为相位差异而相互抵消，只剩下最短的一条路径，因为不同路径的相位差在这里会最小，不会完全抵消，而留下一条直线的完整波动。
所以我们看到的光是最短路径的直线传播，但前提是在宇宙真空或同一介质中。
在不同的介质之间，光可能并不会走最短的路径。比如，光从空气射入水中会发生折射，折射显然比走直线达到目标点的路径更长。
为什么会这样呢？
伟大的民科之王费曼告诉我们，因为光其实总是走时间花费最短的路线（费马原理）。光在空气中的速度比在水中更快，所以它会在空气中多走一段路程。
无论在任何介质中，光永远会主动选择最节省时间的一条路来走。因为光很忙，没有多的时间可以浪费。
光为什么火急火燎地一直在赶时间？因为想逃命。
从1998年起，越来越多的天文观测已经确定宇宙在不断膨胀，星系与星系之间的距离会越来越大。
宇宙就像在烤箱里面的葡萄干面包，天体就是嵌在面团空间里的葡萄干。随着面团空间的膨胀，葡萄干并没有移动但它们之间的距离却越来越远。
因为宇宙在膨胀，而且在加速膨胀。离我们远的地方，膨胀速度甚至超过了光速。当然这种超光速现象并不违背广义相对论，这是空间的自身运动，并不会携带任何信息。
为了赶上宇宙的膨胀，光一直以这个世界上最快的速度在追赶。可惜它是注定的失败者，永远也到不了宇宙的边缘。
这从某种意义上来说，我们整个太阳系、银河系就好像正在掉入一个超大的黑洞，而光拼命地想把我们的信息带到外界，可宇宙不允许。
这些是否是真实的，我们不得而知，但这样的想法很有趣。
科学精神是一种探险精神，我们享受地是探知的过程，而不是一个结果。
哥本哈根学派有句名言：“先有自然再有我们人类，有了我们人类才有自然科学。”
所以虽然自然很神圣，但自然科学没什么大不了，它并不是现象本身，只是一个模型而已。 每个人都可以塑造自己的模型，最多你说我的是抽象派，你是写实派而已。
我是想法捕手，捕捉一些关于世界有趣的想法，欢迎关注。
为什么说光是沿直线传播的呢
没水平蛮想的。光不完全是直线传播，因为当光遇到阻挡且阻挡体的光靣穿不透时而被光面折射返回，且角度发生改变。所以人们了解了光的这一特性，制造各色各样的镜体，充分利用光的作用，为高科技发挥强大作用，也可用于各行各业，达到为人类服务的目的。小毛孩乱想，抱歉，谢谢！
阳光是按照直线还是曲线传播的呢为什么
阳光是按照直线还是曲线传播的呢？
光暗直线传播这个事实应该在小学的科学课中就有说明了，假如你问小学生光是直线还是曲线传播时，他会明确告诉你是直线！但爱因斯坦又明确无误的告诉大家，光线会被引力场弯曲，并且在1919年的日食观测中证明，那么光线到底是直线传播还是曲线传播？
小孔成像表示直线是传播的
早在两千四百多年前的墨子就发现了小孔成像的秘密，他为学生们讲解了小孔成像的原理，并且指出光的直线传播这个成像的主要原因！此时要比古希腊亚里士多德在《论问题》中提到的小孔成像概念还要早100-200多年！
墨子关于小孔成像的记载
当然大家对小孔成像肯定也不陌生，大家一定都玩过，对于光的直线传播也记忆犹新！关于光直线传播的自然界中的阳光穿过云层后的漏光，或者朝阳穿过薄雾，甚至日食等等，都能非常直观的感受到光的直线传播！
漏光大片
漏光大片大家看了可不少，但估计天天看也没人去注意光是直线还是曲线传播，毕竟这种司空见惯的现象已经很难引起的大家的兴趣！
引力场弯曲光线
爱因斯坦在1916年发表了广义相对论，关于其推导过程是在有些复杂，咱吃瓜群众就不用纠结了！但其中的结论非常简单暴力，爱因斯坦认为牛顿关于时间与空间描述的绝对时空观错了：
牛顿认为时间和空间是分离的，天体在空间中通过以太传播的引力为纽带连接起来，构成一个庞杂的大网！在万有引力为基础拉普拉斯天体力学将太阳系各行星轨道计算的分毫不差，甚至勒维耶还因此计算到了海王星的准确位置，所以，牛顿经典力学错了吗？
当然，有一丝隐忧！在勒维耶计算出海王星轨道以后估计没事干，去计算了水星的轨道，结果发现观测和计算值在100年中差了大约38角秒，这是一个很小的值，但勒维耶非常较真，所以他根据经验应该有一颗水内行星影响了水星的轨道，这就是著名的水星进动问题，当然这颗行星不存在！
所以当爱因斯坦发表广义相对论后，第一个开刀的就是水星进动问题，广相认为引力是质量弯曲时空的表现，因此加入了时空弯曲后的水星进动计算值和观测值就相当吻合了，广相当然不会着眼于牛刀小试，它还有一个关于光线被大质量天体弯曲的预言！
也就是爱因斯坦那么好命，广相发表三年后就是1919年的日食，而且遮挡的是是毕宿星团的的亮星，特别容易观测，爱丁顿带队为爱因斯坦验证广义相对论的质量弯曲光线！
1919年日食弯曲光线示意图
结果当然是爱因斯坦的大获全胜，可惜即使验证了光线被弯曲又如何，1920年和1921年的诺贝尔奖并没有广义相对论的份，而爱因斯坦在1922年获得的是1921年的补发的物理奖，而且还是名不见经传的光电理论！
光不是走的最短路径么？为什么它在引力场中会走弯路？
这是一个很有趣的话题，其实在弯曲空间中最短的路线并非直线！其实即使在牛顿的万有引力理论中，光在引力场中仍然会走弯路，因为光子具有动质量，所以它会受到引力而弯曲！但弯曲程度比广相计算值小一半，因为经典力学中的绝对时空观空间和时间是分离的！
无论是光还是其它物体，在引力场中都遵循测地线的原则运行，因为在引力场中测地线最短，如果非得将它扳直了，那么它走的路程可能会更远！
当然这个特性也为天文学家打开了另一扇窗户，即通过引力透镜的方式来发现新的天体，因为遥远的星系可能很暗淡，但刚好在前景有一个质量比较大的星系，那么背景中的星系光线会被这个星系聚焦，而变得更加明亮！另一种可能是会形成爱因斯坦环或者十字架类似的虚影，非常有趣！
爱因斯坦环
爱因斯坦十字
相波超光速，曲线前进的光
最后提一个有趣的话题，关于德布罗意波，当年德布罗意童鞋写累篇论文，描述了电子运动时产生的波，论文的精髓是这样的：
电子的质量m赋予了它有一个内禀的能量E=MC^2，和普朗克量子公式E=HV就可以推导出电子会有一个频率ν=mc^2/h，所以电子有一个频率，它在前进的时候会有一个波，而电子以v0速度前进时候，这个波的速度等于c^2/v0，相信你可以计算出这个速度肯定是超过光速的，因为电子具有静止质量，因此不可能超过光速！那么就意味这个速度最低是光速，似乎没有上限？昏倒，超光速出现了！
德布罗意相波
上图中绿点的速度是群速度，表示电子真正的速度，而红点则表示相速度，可以很明确的看到红点速度明显高于绿点速度！不过相波不传递任何信息，所以爱因斯坦对此睁一只眼闭一只眼！
对于光子其实也一样，光一粒子形式出现时，它是直线传播的，但会受到引力场影响而弯曲！但当它以波的形式出现时，相波走的明显就不是直线，这会就很有趣了，因为还有干涉等各种好玩的光学现象出现，那么到此时，您认为光是直线传播的还是曲线传播的？
用手电朝天上照射一秒再关了，手电光去哪了，是继续传播吗为什么
在夜晚，如果用手电筒对着天空照射，我们可以看到一束光飞向远方。如果手电筒只打开了一秒时间就关掉，那么，光去哪里了呢？光消失了，还是继续传播呢？
事实上，手电筒发出的光并没有消失，而是以每秒将近30万公里的光速不断前进。我们看不见不代表就不存在，那些朝着宇宙方向传播的光不会再进入到我们的眼睛中，所以我们是看不见的。
手电筒产生的光子可以穿过地球大气层，进入宇宙中。宇宙空间十分空旷，这些光子能在空间中不断自由传播，直至遇到其他物体被吸收。如果光子没有被吸收掉，它们在宇宙中永远也不会消失。
由于光在1年的时间里会前进1光年的距离，太阳系半径为1光年，所以只要1年的时间，这些光子就会飞出太阳系。数万年之后，光子会飞出银河系。再经过漫长的时间，光子将会去往更加遥远和广阔的星系际空间，到达其他遥远的河外星系。除非这些光子进入黑洞之中，在黑洞极端弯曲的空间中无法逃脱出来，否则没有任何天体的引力能够束缚住光子。
光是电磁波，本质上是交互变换的电磁场。光在真空中传播不需要能量来维持，它们始终会保持光速，因为光子没有静止质量，不会与希格斯场发生相互作用，所以速度不会从光速降下来。
正因为如此，我们在地球上可以接收到来自于138亿年前的光子——宇宙微波背景辐射，它们是宇宙中第一批能够自由传播的光子，产生于宇宙大爆炸之后38万年。只是这些光子无法通过肉眼看到，因为空间结构在不断膨胀，导致光子在空间中传播时，波长变得越来越长，现在已经变为只能通过射电望远镜进行探测的微波。这些光子不会从宇宙中彻底消失掉，只是会随着宇宙持续膨胀，波长变得更长，能量变得更低。
另一方面，当手电筒的光照射到天空时，我们可以看到一条明亮的光柱。这是因为光在空气中传播时，会被漂浮在大气中的尘埃朝着四面八方散射。其中有些光会被散射到地面，当这些光进入我们的眼睛中，我们就能看到光柱。还有一些光会一直朝着宇宙传播，永远不复返。
如果宇航员在太空中打开手电筒，他们将看不到光柱。因为太空差不多是真空环境，光子会沿着直线传播，不会被散射到宇航员的眼睛中。因此，只要太空中或者月球上的宇航员朝着看不到太阳的方向望去，不需要完全背对着太阳，也会看到满天的星星，那些星光不会被淹没在太阳光中。
