為什麼光照到牆上會擋住，照到玻璃上卻擋不住？微觀世界發生了啥

有人問世界上的一切都是由物質組成的，那麼打開一個手電筒，它發出的光照到地上照向太空為什麼差別那麼大？照到地上的光會被完全阻擋，照向太空的卻能無限奔跑，這是為什麼呢？

可能有人會說，照到地面就是被東西擋住了，這有什麼奇怪的？但是你知道物體為什麼會擋住光線？玻璃卻是透明的呢？你知道在這一過程量子的世界裡發生了什麼嗎？

光的速度是非常快的，每秒30萬公里，但是光子非常小，質量也非常微小，科學家甚至認為光子如果不運動的話都是沒有質量的，那麼當手電筒的光照到物體或者地面上時，在微觀的層面，實際上是光子撞擊到了原子，當光子撞擊到原子上時，由於原子核中的質子和中子的質量比較大，所以光子對它們無可奈何，就作為能量被質子和中子輕鬆吸收，並不會發生大的變化，除非光子非常非常多，比如激光發出的光就能摧毀物體，就是因為它發出的光子太多了，但是手電筒發出的光遠遠達不到這種程度。

但是，當手電筒發出的光的光子打到圍繞原子核運行的電子上時，卻能加速電子的運動，因為電子的質量非常小，據說只有質子的萬分之三，但是仍然比光子大得多，所以光子打到電子上時能加速電子的運動，但是並不能把它打出去，這時被加速的電子就會從低能級的內層軌道躍遷到高能級的外層軌道，於是原子的狀態變得活躍和不穩定，這就是陽光下的物體比不在陽光下的物體感覺熱的原因，同時這也是一些物品或藥品不能直接在陽光下照射的原因，因為光子的照射會在微觀的層面改變物品或藥品的狀態，加速其變質的速度，或者引發物理和化學方面的變化。

所以，當光子打到物體上時，微觀層面發生的事，就是一部分光子被原子核和電子直接吸收了，也有一部分會被發射出去，然後被釋放的光子又會撞擊其它物體，再次減少其數量和能量，光子的衰減大體就是這樣一個循環漸變的過程，所以照射的地面和物體上的光會立即消失。但是並不是所有的物體中的分子和原子都會吸收所有的光線，比如玻璃等，其實不透明的物質能吸收光線，是因為這類物質的分子的電子的激發能比較低，恰好在可見光範圍內，這類分子里往往有苯環、苯醌、聯苯胺或其它共軛體系的結構，這種結構可以降低電子的激發能，使電子容易發生躍遷而吸收光子的能量。這樣光線就被吸收了，所以表現出了不透明，但是玻璃的二氧化硅結構里即沒有自由電子，又沒有容易激發的電子，其結構又很緊密，所以光線能很輕鬆的穿過它，因此玻璃是透明的！

我們再說一下手電筒的光照射到太空會發生什麼，因為太空中的環境接近於真空，光子前進的路上，受到的阻擋很少，平均數立方米才會有一個原子，所以光線會一直奔跑下去，這也是我們之所以能看到幾十上百億光年外的發光物體的原因，那都是它們幾十上百億年前發出的光，它們現在的樣子早已不是當初的樣子，有的或已經消失，就像關掉的手電筒一樣。

不過手電筒的光線還是很弱的，它發出的光子數量並不多，當它的光子被太空中的物質完全吸收後，它的奔跑也就結束了，但即便如此，只要它的光能強到穿出大氣層，那麼它的光仍然能在太空跑出很遠，如果有一架足夠好的望遠鏡在一光年的距離上等著它，那麼在手電筒關閉一年之後或能看到它發出的光。

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