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火也是发光体，为什么还会形成阴影？

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发布时间：2020-12-06加入收藏来源：互联网点击：

火也是发光体，为什么还会形成阴影？

回答于 2019-09-11 08:43:50

回答于 2019-09-11 08:43:50

首先答案很明确，火可以形成阴影，这个现象在我们小时候上课点蜡烛时都有见过，但原因可能不是你想的那样。我之前有看过其他的解释，如：火焰的光线阻挡或散射了其他光，使其无法穿过？还有火焰是等离子体，光子无法穿过带电粒子？下面就说下火焰的阴影是怎么形成的。下面这个图，肯定是哪里出了问题，看完你就知道了！

我们先说下阴影是什么？

当光束照射到物体上时，如果一部分（全部）光被物体本身阻挡或被改变方向，那么就会形成阴影。阴影区域其实就是光束中光线比其余部分少的区域。这个较暗的区域往往倾向于呈现阻挡或改变光线方向的物体的形状，所以我们就会误认为阴影是由阻挡光线的物体投射或创造的。有了这个概念，那么为了让火形成阴影，火就需要以某种方式阻挡或改变另一束光的方向。

如果条件合适，火灾会有明显的阴影。

火焰形成阴影的原因

传统的火焰可以阻挡或改变光线的方向，原因很简单，因为碳氢化合物火焰不仅仅是一根光柱。而是由这么几个部分组成：燃烧过程中的碳氢燃料分子和氧气分子、少量半燃烧的燃料和杂质（称为烟灰或烟）、燃烧过程中产生的二氧化碳和水蒸气。

我们在火焰中看到的光主要是由固体烟尘产生的。火焰中的热空气和周围较冷空气之间的界面会使光的传播方向发生弯曲。这种光线在不同材料界面上的偏转叫做折射。这和透镜对光的聚焦效果是一样的。因此，由于火焰含有热空气这一简单的原因，它能够使光束中的一些光发生偏转，并投射出自己的影子。而且热空气有湍流上升的趋势，因此，热空气产生的阴影看起来就像一群舞动的涟漪。此外，火焰中的烟灰也会吸收部分光线，因此也会形成火焰的阴影。至于光子无法穿过等离子体，确实是有些影响，但影响不大，这不是主要的原因。

怎样让火焰的阴影更加明显

要真正看到火的影子，那么经过火的光束（如阳光）就必须和火本身产生的光一样亮或着比其更亮。否则，火所产生的光会向四面八方扩散，压倒并填补另一束光所产生的任何暗淡的区域。例如，用微弱的手电筒照一堆熊熊燃烧的篝火，你就看不到火的影子。此外，火焰越小越冷，烟灰越少，它吸收和折射的光就越少，因此阴影也就越淡。

这也就造成了，当你猛地一想火有阴影？感觉这个印象很模糊，因为它确实是有时有，有时没有，这跟特定的环境有关系。为了达到最好的观察效果，我们应该使用明亮的光束，如直射的阳光，以及有大量热量和烟尘的火，才能看到比较深的阴影。

火焰有阴影不是因为光子的相互作用

需要注意的是，火可以有阴影，不是因为火焰发出的光散射了入射的光，或者认为火焰中的光挤走了入射的光！在基本层面上，一束光不能与另一束光直接相互作用。光束不会直接相互反射、相互吸收或相互偏转。

这是因为光是由称为光子的量子粒子组成，而光子本质上是玻色子。所有的玻色子都能互相重叠，互相穿过，并在完全相同的位置占据完全相同的量子态。这也是因为光子既不带电荷，也不带磁矩。电磁场（例如那些构成光的电磁场）只能与携带电荷或磁矩的物体相互作用。光本身没有任何电荷或磁矩，所以一束光不能以任何方式直接影响另一束光。

请注意，一束光可以通过更奇特的效果来间接地偏转另一束光，这属于高能物理的范畴，这种效果在传统的化学火焰中不存在。火可以有阴影，因为它们含有热空气和烟尘，而不是因为火焰含有光。

回答于 2019-09-11 08:43:50

联想到一道物理习题：如图所示，一块玻璃砖内有一个凸形空气泡，一束平行光垂直射向玻璃砖侧面，通过玻璃砖后，光线将（ ）

A.仍然平行 B.会聚 C.发散 D.无法确定

这个问题看着简单，但用常规方法可以说是无解，必须采用特殊的方法才能得到答案。下面给出两种特殊方法，供参考。

方法一：添补法

设想用玻璃将玻璃砖中的空气泡填补上（相当于增加一个凸透镜），不难想象，平行光垂直穿过玻璃砖依然是平行光。但这是在增加了一个凸透镜之后得结果，而凸透镜对光有会聚作用，也就是说，经添加的凸透镜会聚后才平行，可见，将添加的凸透镜去掉，光线势必变得发射。

方法二：分割法

将玻璃砖沿空气泡竖直切割开，就变成两个凹透镜，凹透镜对光有发散作用，所以，平行光通过凹透镜必然被发散。

可见，含有凸形的空气泡的玻璃的作用相当于凹透镜。回头看火焰，将周围空气加热，在火焰周围形成一个凸形的低密度空气区，与上面的习题一样，这个低密度区就相当于凹透镜一，通过这个低密度区的太阳光被发散，光线就会变弱，被照射到的地方比周围就要暗一些，也许这就是题主说的火焰的影子吧！大家可以拿一个凹透镜（近视镜），对着太阳光试一下，在地面上能明显的看到一个比周围阴暗的区域。

回答于 2019-09-11 08:43:50

不好意思，有图有真相——我们先来看一幅实验拍摄的照片，来判断一下火是不会形成阴影的呢？




“火影”是不存在的？

看了上面的图片是不是可以得出结论：火是没有影子的？


阴影是由于物体挡住了入射辐射（或散射入射的辐射，防止其沿直线连续传播）而透射在背景上形成的无光区。

这个结论表面上可能是对的，但从最严格的意义上来说也是不对的。

火焰是等离子体-气体的混合物，具有高温。物质在火焰中分解交换电子形成等离子体——即电子和失去电子的原子的混合物，电子和离子的复合会导致发光。一些火焰（尤其是黄色火焰）也包含一些小颗粒（例如烟灰）。高温使得在很宽的波长范围内产生“黑体辐射”，这些辐射有的是可见的，有的是不可见的（大部分是红外线）。

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