【题】你知道最黑的东西是什么吗?
【解】在回答这个问题之前,我们应该先了解一下什么是黑色。一般来说,我们把没有任何光线照进我们眼睛的表面称为黑色。严格来说,自然界里没有任何东西是黑色的。无论是炭黑、黑金、铜的氧化物——所有被称为黑色的东西,都只是物体没有被光照亮而已。那么,最黑的东西会是什么呢?
窟窿——这个答案肯定会很出乎人的意料之外。
当然,这里指的并不是所有的窟窿,而是需要一定条件的。譬如说那种里外全部涂上黑色的封闭盒子上的窟窿,又或者是拔出了塞子的煤油罐上的那个窟窿。
在一个里外全部被涂成黑色的盒子壁上挖一个小孔,它看起来总是黑黑的。原因就在于通过小孔进入盒子里的光线会被盒子内壁吸收一部分,其余部分会被反射回来。但是反射回来的光线能够回到小孔的很少,而是再次打在了其他的黑色内壁上,被内壁二次吸收又二次反射。如此反复,我们的眼睛基本上就不会有光线进入。
我们可以用数字更好地感觉一下在屡次的反射中光强是如何变弱的。假设我们将黑色的油漆涂在盒子里面,射到里面的光线会被吸收90%,而将剩下的10%反射出去。意思就是说第一次反射的能量只是原能量的10%;而第二次依旧是10%,如此循环往复……在第20次反射后很容易就可以计算出,光强会减少至1/10-20倍,也就是初始能量的0.00 000 000 000 000 000 001。
对于这点光亮,眼睛已经很难感知,几乎可以忽略不计了。假如初始光线来自于太阳,能量达100 000勒克斯,那么照亮度在经过20次反射后,所剩光强将仅为0.000 000 000 000 001勒克斯。
据我们所知,六等星——肉眼可以分辨的最黯淡的星的光强大约为0.000 000 04勒克斯。因此光线在20次反射后从小孔里出来对眼睛形成不了任何刺激。
综上所述,现在我们知道最黑的东西就是封闭器皿或者盒子上的小孔了。在物理学上这种带孔的盒子被称为“人造绝对黑色物”(绝对黑色物是指在任何温度下那种都能100%吸收表面光线的物体)。