关灯后，灯光到哪里去了？ 第1页

以前从来没有想过这个问题，在看到这个问题之后才发现生活当中真是无处不是物理知识。这个问题和我的研究的领域正好相关，所以我试着来回答一下这个问题，可能水平不够，回答的不好的地方还希望大家理解。这个问题其实是物理学当中非常重要的一个问题，也和2012年物理学诺贝尔奖有关。

室内的光子在开关被关掉的一瞬间其实就已经被吸收了。

1、空气当中有很多的气体分子，微粒都会对光有吸收和散射的作用。

2、镜子本身对光也有吸收作用，世界上没有任何一块镜子可以100%反射所有的光。

3、由于用的是电灯，电灯的灯光的不是单色光，是混合了很多波长的光。而对于覆盖范围波长很广的复合光，要找到一块好的镜子来反射光就更难了。

4、而且要在一个房间里面铺那么大的镜子还要求镜子反射率很高的话就难上加难。

5、普通的摄像头反应太慢，看不到灯光慢慢消失的过程。

那么我们假设镜子反射率R是80%，空气不吸收光。房间长宽高各为3米，光速近似为3x10^8m/s。那么大约要多久会有70%的光子被吸收呢？下面是近似的计算。

R^(3*10^8*t／3)=30%

我们得到时间t 约为 54 ns. 这么短的时间，人眼睛根本就无法发现。而且题主说的是一般的摄像头，也根本看不到这个现象。以上的原因也就造成了题主所说的现象。

然而如何让光关了之后，还能让光再“亮”一会，科学家在这个方面做出了很大的努力。比如2012 年诺贝尔物理学奖获得者塞尔日·阿罗什（Serge Haroche）与戴维·瓦恩兰（David J. Wineland）的研究就和这个有关系。

科学家只在几个方面上改进了题主“实验”当中的一些仪器。

1、不再用灯光而是用激光。由于激光波长范围很小，可以算是非常好的单色光源。

2、还是用镜子，只用两块镜子（叫做光学腔(Optical cavity)）。镜子的吸收率可以低于0.0001%。（如下图是我实验室的Optical cavity），光从一个镜子进入腔内然后在里面不断反射。

3、科学家用更快的“摄像机”。实验室一般用光电二极管来探测光信号。一般的都可以探测几十个ns 的光信号。

4、实验室把镜子放在接近真空的环境之下，这样光就不会被空气吸收。

就是这样简简单单的一个问题，两块镜子，光就可以在里面“亮”几毫秒，是之前我们计算54ns的几万倍到几十万倍。

而这两个镜子相关的研究和科学就叫做腔量子电动力学（CQED）。CQED在物理学的的很多领域都有相关的应用，也对物理学的发展做出了很多贡献。以后有机会再慢慢讲吧。

所以说如果一个人在生活当中注意观察，发现问题，并因此产生兴趣，努力研究而解决问题的话，下一个诺贝尔奖得主可能就是这种人当中的一个。

由于是以回答问题的形式，物理学当中很多的专业术语都舍弃不用，只希望大家能更好地理解相关的物理，并且培养大家的兴趣。

各位大佬路过点赞，或者加关注。谢谢！满1万赞爆我和David.Wineland的合照，超刺激的。

参考文献：

Della Valle, F., et al. "Extremely long decay time optical cavity." Optics express 22.10 (2014): 11570-11577.