火焰有影子吗？

除非你是彼得·潘，否则你无法永久失去你的影子。

影子出现在光线被物体阻挡的地方，它们有各种形状和大小。例如，在 2012 年，物理学家通过向真空室中的单个镒原子照射激光，捕捉到了“原子影”的第一个图像。

而在更大范围内，月球在日食期间会遮挡太阳光到达地球。到 2024 年，数百万人将亲眼目睹这一点，届时预计一场备受期待的日全食将“横扫北美”。

但是，如果阻挡物本身也是光源，比如蜡烛的火焰或熊熊燃烧的篝火，会发生什么呢？

火是由什么组成的？

首先，大多数火不仅仅是一个光源。典型的火焰包含多种物质：正在燃烧的碳氢化合物和氧气分子，由此产生的二氧化碳和水蒸气，以及杂质，如烟灰、烟雾和未完全燃烧的燃料。

事实上，我们通常与火相关的黄色光是由微小的烟灰颗粒被加热到发光而产生的。这些黄色火焰被称为“发光火焰”，而所有额外的烟灰意味着它们获得的氧气不足以将燃料转化为二氧化碳。

然而，非发光火焰则不同。由于这些火焰有充足的氧气供应，它们燃烧得更干净（即没有烟灰）并且更热。它们也倾向于燃烧蓝色，而不是传统的黄色。

火焰有影子吗？

这与影子有什么关系呢？嗯，火中包含的可见杂质越多——烟灰，或者可能是气化的蜡烛蜡——你看到它的影子的机会就越大。

当然，即使是燃烧干净的火，也有一种影子。这通常看起来像微弱的、舞动的涟漪，它是火焰内部高温气体分子舞蹈的可视化表示；因为这些分子比周围的空气热得多，它们会弯曲或衍射光线。

摄影师可能会将其识别为与相机镜头聚焦光线相同的原理。

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光究竟是什么？

然而，如果你尝试用弱手电筒照射熊熊燃烧的篝火，你不太可能看到多少剪影。要使火焰（或任何光源）产生人眼可见的影子，它必须阻挡一个更明亮的光源——比如阳光。

请注意，任何影子都不是由火产生的光散射入射光的结果。物理学告诉我们，光束永远不会直接相互作用，无论这意味着反射还是吸收。

为什么？构成光波的微小粒子——光子，其本质上可以重叠、穿过彼此，甚至占据完全相同的位置。它们是“各管各”的定义。

光子也缺乏电荷和磁矩，这些是电磁场利用来与物体相互作用的。但没有这些，一束光永远无法与其他光束相互作用。

简而言之，火不像你我那样通过阻挡所有光线通过来产生影子。但它确实部分地阻挡了光线——并且由于大量的超高温气体分子，一小部分光线可能会被反射或衍射。

为了避免在家中出现彼得·潘效应，请确保用明亮的光束或直射阳光照射发光且含有大量烟灰或烟雾的火焰。

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