探秘！速度超过光速之后，会出现怎样的神奇现象

相信大家都知道，当速度达到音速时会有一个屏障，一旦突破这个屏障，就会产生音爆，在这里咱们把音爆圈一下，这是知识点，其实音爆就像我们在综艺节目上看到的，歌手通过高音，隔空让一个玻璃杯爆炸，这就是他的声音的速度达到了音速，最终在玻璃杯上显现出来的音爆过程。依照这样的原理，那我们的速度达到光速是不是也会有一个屏障呢？突破这个屏障是不是也会形成一个类似于光爆的现象呢？

对于我们刚才的问题，首先给出答案：速度超过光速之后，确实会出现类似于音爆的圆锥光爆现象，而这个光爆则会产生神奇的蓝色光芒。那这又是怎么回事呢？

众所周知，光速是无法超越的，那这个超光速又是如何办到的呢？我们在高中学过，光速在真空中的速度是每秒29万9千公里，接近每秒30万公里。包括我们在学习物理知识或者科学知识，在代入光速计算的时候我们都会粗略用每秒30万公里的数值进行计算。这个速度是目前已知的速度极限，任何有静质量的物体都是无法达到光速的，更别说超越光速了。但是，这其中有一个限制条件，大家不能忽略，这个速度极限说的是真空中的速度极限。而当光在有介质的空间中传播时，速度是会慢下来的。这时，光的速度会由于空气中介质的影响而变慢，因而光在介质中的速度就会慢慢变小。所以我们前面提到的超光速现象并不是超越真空中的光速，而是超越介质中光速的现象，那么超光速现象是完全可以达到的。这是1934年，苏联科学家切伦科夫首次发现的，当速度超过光速的时候就会释放出蓝色光芒，也称为这一现象为切伦科夫辐射。

这里又要提到，为什么是蓝色的光芒，不是其他颜色的呢？要了解这个，首先我们要知道，我们平时看到的光是怎样产生的。我们看到的光是来自原子内电子的跃迁所释放出来的，这一知识相信大多数高中生都不陌生，接下来让我再详细讲解一下。我们的电子都生活在它们固定的场所，这个场所我们叫能级，电子跃迁就是电子从一个能级转移到另一个能级，而由于维持各个能级的能量都是固定的，所以能级的变化就要吸收或释放两个能级之间相差的能量，才能使得电子有跃迁的条件，这个能量是以光的形式释放的。不同能级的跃迁需要的能量不一样，所以会释放出不同频率的光，不同频率的光对应的也就是我们看到的不同颜色的光。这就好比有两条绳子，一条是瘦子站的，一条是胖子站的，胖子想要瘦子这条绳就要减少一定的重量才能站上去，减少的重量以光的形式散发出去，不同重量便是不同颜色的光。同理，瘦子想要胖子这条绳，就需要增重才能站到胖子去，增加的重量以光的形式形成，不同的重量对应的仍然是不同颜色的光。这便是的光的形成机制。

这种机制又分为受激辐射和自发辐射两种，受激辐射就是你把胖子硬生生踢到瘦子的那条线上，就是在外部作用下，使电子从高能态跃迁到低能态，这里发出的光比较暴躁但也统一，这就是激光的发射原理。而自发辐射则是在没有外力条件的干扰下，胖子自行减重之后再去瘦子的场所，相当于电子主动由高能态跃迁到低能态，我们平时看到电灯泡发出的光就是自发辐射。而不管是受激辐射还是自发辐射，都需要电子先处于激发态，然后才有辐射的条件。所以，切伦科夫辐射出的蓝光则是高速运动的带电粒子使水中原子吸收能量，形成受激态这一过程。然后电子吸收了能量处于激发就要退激，也就是自发辐射，这时由于退激过程，释放出的光的能量处于蓝色光的频率，所以在我们看来，它就释放出了蓝色的光，这就是超光速现象切伦科夫辐射。