俗话说黑白分明,意思是两个极端,性质截然不同。就光而言,黑是全吸收,白是全反射。 如果一个物体能够完全吸收光能,该物体不反射任何光线,则这个物体看起来就是黑色的。如果物体内部的光线完全被封闭起来,无法逃出,则该物体被称黑体。当然,这只是一种理想的状态。在现实中,不存在任何绝对的黑体。 反之,所谓的白色是指全波段的可见光。由于光子的质量非常小,光子的动能可以忽略不计,所以光子的能量主要是相对于空间的势能,用弛豫时间来表示。弛豫时间的倒数就是频率。 对于我们人眼来说,对于不同能量的光,有着不同的感觉,即不同频率的光会形成不同的颜色。各种不同颜色的光混合起来就是白光。如果某物体吸收红光,则反射到我们眼中的光就是蓝光,该物体就成为蓝色物质。如果某物体不吸收任何光能,全反射,则该物体就是白色物质。 由于自然界是一个有机的整体,物质只是由更为基层的粒子高速运动所形成的封闭体系,具有概率性。因而,不存在绝对独立的物质。每一个物体都或多或少地会与外部世界进行相互影响和相互渗透。因此,既不存在绝对的白体,也不存在绝对的黑体。这是我们认识事物的一个基本原则。 在现实生活中,灰色的物体比比皆是。理论上讲,不存在绝对的纯色,因为我们看到的光都是具有一定带宽的,是不同频率的混合光线。如果是非常纯的光即频率范围很窄的光,就是我们常说的激光。 至于吸收与反射的问题,也同样不存在绝对的黑体与白体。 比如,太阳对外辐射阳光,是典型的非黑体;而地球会吸收一部分的太阳能,因而也不是绝对的白体。地球表面的百分之七十覆盖着海水,海水吸收红光反射蓝光。所以,我们的地球看起来是蓝色的。 不过,有两种天体是极端的白体和黑体。前者是超新星,直白地说就是星体的大爆炸。此时,该星体几乎不再吸收任何光能。后者就是我们常说的黑洞,其不仅吸引物质,就连光线也不放过。所以,从理论上讲,黑洞既不反射光线,也不辐射光能,是一个名副其实的黑色物体。 然而,黑洞只是理论上的黑体。现实中的黑洞并不黑,充其量只是一个偏黑的灰体。因为,光的频率范围是很广的,可见光的频率范围只是其中的很小一部分。能量越高的光子就越具有较大概率的隧道效应,可以不受黑体的束缚逃逸出来。 总之,黑白的因素取决于物体吸收与反射光能的比例,而且对于不同频率的光物体具有不同的吸收与反射的比例。不存在绝对的吸收或反射,因而不存在绝对的白体和黑洞。
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