Tại sao lửa không có bóng ?
Bóng được hình thành bất cứ khi nào một phần của chùm sáng bị chặn hoặc chuyển hướng. Vùng bóng tối là vùng trong chùm sáng có ít ánh sáng hơn so với phần còn lại của chùm sáng. Vùng mờ này có xu hướng mang hình dạng của vật thể đang chặn hoặc chuyển hướng một số ánh sáng, vì vậy chúng ta có xu hướng nghĩ về bóng đổ như một thứ gì đó được tạo ra hoặc tạo ra bởi vật thể chặn. Với khái niệm này, để ngọn lửa có bóng, ngọn lửa cần bằng cách nào đó chặn hoặc chuyển hướng một phần chùm ánh sáng khác.
Lửa có bóng hay không ?
Ngọn lửa thông thường có thể chặn hoặc chuyển hướng ánh sáng tốt vì lý do đơn giản là ngọn lửa truyền thống không chỉ là một cột ánh sáng. Ngọn lửa hydrocacbon truyền thống chứa một số thành phần: phân tử nhiên liệu hydrocacbon và phân tử oxy đang trong quá trình đốt cháy, một ít chất rắn của nhiên liệu cháy một nửa và tạp chất (gọi là bồ hóng hoặc khói), carbon dioxide và hơi nước được tạo ra khi đốt cháy, ánh sáng , và không khí nóng.
Ánh sáng mà bạn nhìn thấy trong ngọn lửa chủ yếu được tạo ra bởi các mẩu bồ hóng rắn trong không khí nóng lên đến mức chúng phát sáng thông qua sự nóng sáng thông thường. Mặt phân cách giữa không khí nóng trong ngọn lửa và không khí lạnh hơn xung quanh có xu hướng bẻ cong ánh sáng khỏi hướng truyền về phía trước của nó. Sự lệch hướng này của ánh sáng tại giao diện của các vật liệu khác nhau được gọi là khúc xạ. Đó là hiệu ứng tương tự cho phép thấu kính hội tụ ánh sáng.
Do đó, vì một lý do đơn giản là ngọn lửa chứa không khí nóng, nó có thể làm chệch hướng một phần ánh sáng trong chùm sáng và tạo ra bóng của chính nó. Không khí nóng có xu hướng bốc lên hỗn loạn. Vì lý do này, bóng do không khí nóng tạo ra có xu hướng trông giống như một loạt các gợn sóng đang nhảy múa. Ngoài ra, bồ hóng trong ngọn lửa có thể hấp thụ ánh sáng và do đó cũng có thể góp phần tạo ra bóng của ngọn lửa.
Tại sao lửa không có bóng ?
Để thực sự nhận thấy bóng của ngọn lửa, chùm ánh sáng đi qua ngọn lửa (ví dụ: ánh sáng mặt trời) phải sáng bằng hoặc sáng hơn ánh sáng do chính ngọn lửa tạo ra. Nếu không, ánh sáng do ngọn lửa tạo ra, tỏa ra mọi hướng, sẽ lấn át và lấp đầy bất kỳ vùng mờ nào được tạo ra trong chùm ánh sáng kia. Ví dụ, chiếu đèn pin yếu vào ngọn lửa trại đang cháy sẽ không giúp bạn nhìn thấy bóng của ngọn lửa. Ngoài ra, ngọn lửa càng nhỏ và càng nguội, càng ít bồ hóng thì càng ít hấp thụ và chuyển hướng ánh sáng, do đó bóng của nó sẽ càng mờ. Tùy thuộc vào thiết lập cụ thể của bạn, bạn có thể hoặc không thể nhìn thấy bóng của ngọn lửa bằng mắt thường. Để có kết quả tốt nhất, bạn nên sử dụng chùm ánh sáng rực rỡ, chẳng hạn như ánh sáng mặt trời trực tiếp và ngọn lửa có nhiều nhiệt và bồ hóng.
Lưu ý rằng ngọn lửa có thể có bóng không phải vì chùm sáng tới làm tán xạ ánh sáng trong ngọn lửa. Ở cấp độ cơ bản, một chùm ánh sáng không thể tương tác trực tiếp với một chùm ánh sáng khác. Các chùm sáng không bao giờ trực tiếp dội vào nhau, hấp thụ lẫn nhau hoặc làm lệch hướng nhau. Điều này là do ánh sáng bao gồm các hạt lượng tử gọi là photon về bản chất là boson. Tất cả các boson đều có thể chồng lên nhau, đi qua nhau và chiếm giữ cùng một trạng thái tại cùng một vị trí. Điều này cũng là do các photon không mang điện tích cũng như momen từ.
Các trường điện từ, chẳng hạn như trường tạo thành ánh sáng, chỉ có thể tương tác với các vật thể mang điện tích hoặc mômen từ. Không có bất kỳ điện tích hoặc momen từ nào để tương tác, một chút ánh sáng không thể ảnh hưởng trực tiếp đến một chút ánh sáng khác theo bất kỳ cách nào. Lưu ý rằng một chùm sáng có thể gián tiếp làm chệch hướng một chùm sáng khác bằng cách thay đổi vật liệu mà cả hai chùm sáng truyền qua hoặc thông qua các hiệu ứng kỳ lạ hơn, nhưng những hiệu ứng như vậy không có trong ngọn lửa truyền thống. Các đám cháy có thể có bóng vì chúng chứa không khí nóng và bồ hóng chứ không phải vì chúng chứa ánh sáng.