Ngọn lửa có bóng không? Có, bóng của ngọn lửa có thể được tạo thành, nhưng có lẽ không phải như bạn đang nghĩ.
Bóng tối được hình thành khi một phần của chùm sáng bị chặn hoặc chuyển hướng. Vùng bóng tối là vùng trong chùm sáng có ít ánh sáng hơn trong phần còn lại của chùm sáng. Vùng mờ này có xu hướng giống với hình dạng của vật thể đang chặn hoặc chuyển hướng một số ánh sáng, vì vậy chúng ta có xu hướng nghĩ về bóng tối như một thứ gì đó được đúc 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 của chùm ánh sáng khác.
Ngọn lửa truyền thống có thể chặn hoặc chuyển hướng ánh sáng vì lý do đơn giản nó không chỉ là một cột sáng. Ngọn lửa hydrocacbon truyền thống có chứa một số thành phần: các phân tử nhiên liệu hydrocacbon và các phân tử oxy đang trong quá trình cháy, một ít chất rắn của nhiên liệu cháy dở và các tạp chất (gọi là muội than hoặc khói), khí cacbonic và hơi nước được tạo ra bởi quá trình đốt cháy, ánh sáng , và không khí nóng.
Ánh sáng mà bạn nhìn thấy trong ngọn lửa chủ yếu được tạo ra bởi các mảnh chất rắn của muội than trong không khí nóng lên đến mức chúng phát sáng thông qua sợi đốt 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 ra khỏi hướng truyền về phía trước của nó.
Sự lệch hướng của ánh sáng tại mặt phân cách của các vật liệu khác nhau được gọi là sự khúc xạ. Đó là tác dụng tương tự giúp ống kính hội tụ ánh sáng.
Do đó, vì một lý do đơn giản là ngọn lửa có 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, các bóng do không khí nóng tạo ra có xu hướng trông giống như một loạt các gợn sóng đang nhảy múa. Ngoài ra, muội than trong ngọn lửa có thể hấp thụ ánh sáng và do đó cũng có thể góp phần tạo ra bóng của ngọn lửa.
Để thực sự nhìn 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 chế ngự và lấp đầy bất kỳ vùng mờ nào được tạo ra trong chùm ánh sáng khác.
Ví dụ, chỉ một chiếc đèn pin yếu vào đống lửa trại đang bùng lên sẽ không cho phép bạn nhìn thấy bóng của ngọn lửa. Ngoài ra, ngọn lửa càng nhỏ và càng mát, càng ít muội than, thì ngọn lửa càng ít hấp thụ và chuyển hướng ánh sáng, và do đó bóng của nó sẽ càng mờ đi.
Tùy thuộc vào thiết lập cụ thể của bạn, bạn có thể có hoặc không thể nhìn thấy bóng của ngọn lửa bằng mắt thường. Để có kết quả tốt nhất, bạn nên sử dụng chùm sáng chói, chẳng hạn như ánh sáng mặt trời trực tiếp, và ngọn lửa có nhiều nhiệt và nhiều muội than.
Lưu ý rằng ngọn lửa có thể có bóng không phải vì chùm ánh sáng tới làm phân tán 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 ánh sáng không bao giờ trực tiếp bật ra khỏi nhau, hấp thụ nhau, hoặc làm lệch hướng nhau. Điều này là do ánh sáng bao gồm các hạt lượng tử được gọi là photon, bản chất là boson. Tất cả các boson có thể trùng lặp với nhau, đi qua nhau và chiếm cùng một trạng thái chính xác tại cùng một vị trí chính xác.
Điều này cũng là do các photon không mang điện tích và mômen từ. Điện từ trường, chẳng hạn như trường tạo thành ánh sáng, chỉ có thể tương tác với các vật thể mang điện tích hoặc mômen từ. Nếu không có bất kỳ điện tích hoặc mômen từ nào để tương tác, một bit ánh sáng không thể ảnh hưởng trực tiếp đến một bit ánh sáng khác theo bất kỳ cách nào.
Lưu ý rằng một chùm sáng có thể gián tiếp làm chệch hướng chùm ánh sáng khác bằng cách thay đổi chất liệu mà cả hai chùm đang truyền qua hoặc thông qua các hiệu ứng kỳ lạ hơn, nhưng những hiệu ứng như vậy không có trong ngọn lửa truyền thống. Đám cháy có thể có bóng vì chúng chứa không khí nóng và bồ hóng chứ không phải vì chúng chứa ánh sáng.
