请来讨论一下：有关光的问题。。。

Question

亲爱的朋友们：
各位，众所周知，光是沿直线传播的，但我觉得不是，在宇宙中所有地方都有这个或那个的力的作用，在力场的作用下，光子的轨迹应该发生偏移，我们常说的光沿直线传播，应该是地球上的引力太小罢了。比如说黑洞，光不是也逃不掉吗？本人为此烦忧颇旧，望能得到各位高见。

BelieveOnGod
2008年1月24日
各位，我讨论的可不是在两种介质中的折射现象

Answer 1

第二章 光现象
1、光源：能够自行发光的物体叫光源
2、光在均匀介质中是沿直线传播的
大气层是不均匀的，当光从大气层外射到地面时，光线发了了弯折（海市蜃楼、早晨看到太阳时，太阳还在地平线以下、星星的闪烁等）
3、光速
光在不同物质中传播的速度一般不同，真空中最快
光在真空中的传播速度：V = 3×108 m/s，在空气中的速度接近于这个速度，水中的速度为3/4V，玻璃中为2/3V
4、光直线传播的应用
可解释许多光学现象：激光准直，影子的形成，月食、日食的形成、小孔成像等
5、光线
光线：表示光传播方向的直线，即沿光的传播路线画一直线，并在直线上画上箭头表示光的传播方向（光线是假想的，实际并不存在）
6、光的反射
光从一种介质射向另一种介质的交界面时，一部分光返回原来介质中，使光的传播方向发生了改变，这种现象称为光的反射
7、光的反射定律
反射光线与入射光线、法线在同一平面上；反射光线和入射光线分居在法线的两侧；反射角等于入射角
可归纳为：“三线共面，两线分居，两角相等”
理解：
由入射光线决定反射光线，叙述时要“反”字当头
发生反射的条件：两种介质的交界处；发生处：入射点；结果：返回原介质中
反射角随入射角的增大而增大，减小而减小，当入射角为零时，反射角也变为零度
8、两种反射现象
镜面反射：平行光线经界面反射后沿某一方向平行射出，只能在某一方向接收到反射光线（反射面是光滑平面）
漫反射：平行光经界面反射后向各个不同的方向反射出去，即在各个不同的方向都能接收到反射光线（反射面是粗糙平面或曲面）
注意：无论是镜面反射，还是漫反射都遵循光的反射定律
9、在光的反射中光路可逆
10、平面镜对光的作用
（1）成像 （2）改变光的传播方向
11、平面镜成像的特点
（1）成的是正立等大的虚像 （2）像和物的连线与镜面垂直，像和物到镜的距离相等
理解：平面镜所成的像与物是以镜面为轴的对称图形，即平面镜是物像连线的中垂线。
12、实像与虚像的区别
实像是实际光线会聚而成的，可以用屏接到，当然也能用眼看到。
虚像不是由实际光线会聚成的，而是实际光线反向延长线相交而成的，只能用眼看到，不能用屏接收。
13、平面镜的应用
（1）水中的倒影 （2）平面镜成像 （3）潜望镜

第三章 透镜及其应用
1、光的折射
光从一种介质斜射入另一种介质时，传播方向一般会发生变化，这种现象叫光的折射
理解：光的折射与光的反射一样都是发生在两种介质的交界处，只是反射光返回原介质中，而折射光则进入到另一种介质中，由于光在在两种不同的物质里传播速度不同，故在两种介质的交界处传播方向发生变化，这就是光的折射。
注意：在两种介质的交界处，发生折射的同时必发生反射，
折射中光速必定改变，而反射中光速不变
2、光的折射规律
光从空气斜射入水或其他介质中时，折射光线与入射光线、法线在同一平面上，折射光线和入射光线分居法线两侧；折射角小于入射角；入射角增大时，折射角也随着增大；当光线垂直射向介质表面时，传播方向不变，在折射中光路可逆。
理解：折射规律分三点：（1）三线共面 （2）两线分居（3）两角关系分三种情况：①入射光线垂直界面入射时，折射角等于入射角等于0°；②光从空气斜射入水等介质中时，折射角小于入射角；③光从水等介质斜射入空气中时，折射角大于入射角
3、在光的折射中光路也是可逆的
4、透镜及分类
透镜：透明物质制成（一般是玻璃），至少有一个表面是球面的一部分，且透镜厚度远比其球面半径小的多。
分类： 凸透镜： 边缘薄， 中央厚
凹透镜： 边缘厚， 中央薄
5、主光轴，光心、焦点、焦距
主光轴：通过两个球心的直线
光心：主光轴上有个特殊的点，通过它的光线传播方向不变。焦点：凸透镜能使跟主轴平行的光线会聚在主光轴上的一点，这点叫透镜的焦点，用“F”表示
虚焦点：跟主光轴平行的光线经凹透镜后变得发散，发散光线的反向延长线相交在主光轴上一点，这一点不是实际光线的会聚点，所以叫虚焦点。
焦距：焦点到光心的距离叫焦距，用“f”表示。
每个透镜都有两个焦点、焦距和一个光心。
6、透镜对光的作用
凸透镜：对光起会聚作用
凹透镜：对光起发散作用
7、凸透镜成像规律
物 距（u） 成像大小 虚实 像物位置 像 距( v ) 应 用
u > 2f 缩小 实像 透镜两侧 f < v <2f 照相机
u = 2f 等大 实像 透镜两侧 v = 2f
f < u <2f 放大 实像 透镜两侧 v > 2f 幻灯机
u = f 不 成 像
u < f 放大 虚像 透镜同侧 v > u 放大镜
【凸透镜成像规律口决记忆法】
“一焦分虚实，二焦分大小；虚像同侧正, 物远像变大；实像异侧倒，物远像变小”
8、为了使幕上的像“正立”（朝上），幻灯片要倒着插。
9、照相机的镜头相当于一个凸透镜，暗箱中的胶片相当于光屏，我们调节调焦环，并非调焦距，而是调镜头到胶片的距离，物离镜头越远，胶片就应靠近镜头。

Answer 2

纠正一下，光在地球上也不总是沿直线传播，光只有在均匀的介质中才沿直线传播
根据广义相对论，引力场将使时空弯曲。当恒星的体积很大时，它的引力场对时空几乎没什么影响，从恒星表面上某一点发的光可以朝任何方向沿直线射出。而恒星的半径越小，它对周围的时空弯曲作用就越大，朝某些角度发出的光就将沿弯曲空间返回恒星表面。这时候，光虽然仍然沿任意两点间的最短距离传播，但走的已经不是直线，而是曲线。形象地讲，好像光本来是要走直线的，只不过强大的引力把它拉得偏离了原来的方向。

Answer 3

没错啊，光当然会在强引力场发生偏折。那个众所周知只不过是common sense罢了，就好比牛顿力学只在生活中打致适用，却不能描述一切。宏观要用相对论，围观用量子力学。
其他人说的很对，光的偏折很常见，比如你是能看到恒星背面发出的光的，这就说明光在走过高质量（高时空扭曲度）恒星附近的的时候是扭曲的。
波粒二象性也很能说明问题。波可以衍射，光也可以衍射，也就是绕过障碍，那光自然不会沿直线传播了。
不过这是在直观三维空间里面看的。在扭曲的时空消去扭曲因子后还是直观，according to相对论。不过事实上相对论并没有被证明是正确的。

Answer 4

我们的空间在大尺度上是黎曼空间而不是欧几里得空间。
在黎曼空间里，直线是指测地线。如果说我们把地球表面看作一个黎曼空间，沿着地面的方向就是直线，但实际上来讲，这个“直线”并不是欧氏空间中定义的直线。

黎曼空间的一个特点是空间是有曲率的，完全没有物质的空间才是平直的。物质的引力场产生了空间的曲率。
（一点个人意见：因为按照光的波动方程光是因该按直线传播的，而且光的传播又不需要介质，那光为什么会被弯曲？合理的解释就是空间被弯曲了，而光没有弯。在真空里光也不应该被加速和减速，光速要是看似有变化那就是空间的距离变化或者时间本身变化了，光速不变）
所以光的方向和速度是绝对的，就好像把它看作测量时空的“尺”一样。本回答被提问者采纳

Answer 5

细看！！！！！！！！！！！！！！！！！！！！！！！！！！！！！！！！！！！！！！！！！！！！！！！！！！！！！！！！！！！！！！

在比较大的加速度的情况下加速度确实会使光子轨道改变

实质上光的轨道不完全是直的

只不过因为弯曲程度小所以忽略不计了

（搭个比方，你可以看出地球表面是个曲面么）

某科学家曾经做过这么一个实验
在加速上升的电梯中放置一个激光器
看见光的轨道弯曲了（应该是爱因斯坦）

所以得出了光的波粒二项性