68、熵是什么？
只有当你所使用的那个特定系统中的能量密度参差不齐的时候，能量才能够转化为功，这时，能量倾向于从密度较高的地方流向密度较低的地方，直到一切都达到均匀为止。正是依靠能量的这种流动，你才能从能量得到功。
江河发源地的水位比较高，那里的水的势能也比河口的水的势能来得大。由于这个原因，水就沿着江河向下流入海洋。要不是下雨的话，大陆上所有的水就会全部流入海洋，而海平面将稍稍升高。总势能这时保持不变。但分布得比较均匀。
正是在水往下流的时候，可以使水轮转动起来，因而水就能够做功。处在同一个水平面上的水是无法做功的，即使这些水是处在很高的高原上，因而具有异常高的势能，也同样做不了功。在这里起决定性作用的是能量密度的差异和朝着均匀化方向的流动。
不管对哪一种能量来说，情况都是如此。在蒸汽机中，有一个热库把水变成蒸汽，还有一个冷库把蒸汽冷凝成水。起决定性作用的正是这个温度差。在任何单一的、毫无差别的温度下——不管这个温度有多高——是不可能得到任何功的。
“熵”是德国物理学家克劳修斯在1850年创造的一个术语，他用它来表示任何一种能量在空间中分布的均匀程度。能量分布得越均匀，熵就越大。如果对于我们所考虑的那个系统来说，能量完全均匀地分布，那么，这个系统的熵就达到最大值。
在克劳修斯看来，在一个系统中，如果听任它自然发展，那么，能量差总是倾向于消除的。让一个热物体同一个冷物体相接触，热就会以下面所说的方式流动：热物体将冷却，冷物体将变热，直到两个物体达到相同的温度为止。如果把两个水库连接起来，并且其中一个水库的水平面高于另一个水库，那么，万有引力就会使一个水库的水面降低，而使另一个水面升高，直到两个水库的水面均等，而势能也取平为止。
因此，克劳修斯说，自然界中的一个普遍规律是：能量密度的差异倾向于变成均等。换句话说，“熵将随着时间而增大”。
对于能量从密度较高的地方向密度较低的地方流动的研究，过去主要是对于热这种能量形态进行的。因此，关于能量流动和功－能转换的科学就被称为“热力学”，这是从希腊文“热运动”一词变来的。
人们早已断定，能量既不能创造，也不能消灭。这是一条最基本的定律；所以人们把它称为“热力学第一定律”。
克劳修斯所提出的熵随时间而增大的说法，看来差不多也是非常基本的一条普遍规律，所以它被称为“热力学第二定律”。

69、宇宙是在不断衰亡吗？
按照“热力学第二定律”，熵总是在不断地增大。这就是说，能量密度的差别一直在减小。当所有能量密度的差别都完全取平的时候，就再也无法从能量榨出任何功来，宇宙也不会再有丝毫变化了。
让我们来考虑一个表。一个表之所以能不断走下去，是因为它的发条或电池中集中着能量。当发条松开或电池发生化学反应时，能量就从密度高的地方流向密度低的地方，由于这种流动的结果，表就会走下去。一旦发条完全松开或电池的化学变化完全结束，整个表里的能量就完全拉平，不再会有能量在流动，因而表也就不再走了。它已经“衰亡”了。与此相似，当宇宙中的所有能量全部拉平时，我们就说宇宙“衰亡”了。
当然，我们可以把表的发条再一次上紧，或者换一个新电池。但为了把表上紧，我们就得使用我们肌肉的力量，从而使我们自己稍稍“衰老”一点。我们也可以买一个新电池，但是，那就得把它制造出来，而为了制造这个电池，人们的工业设备就必定会稍稍“衰老”一些。
我们可以通过吃东西来恢复我们自己肌肉的力量，但是，食物最初是由植物利用太阳的能量产生的。人类的工业设备主要依靠煤和石油工作，而煤和石油也是植物在远古的年代用太阳能产生出来的。当地球上的各种事物“衰老”时，我们总是可以利用某种东西把它们的“发条”再一次“上紧”。而这类东西通常总要追溯到太阳能的作用，因此，太阳也是在不断“衰老”。
太阳主要是由氢构成的，氢原子中每一个粒子所含的能量要比氦、氧、铁等较为复杂的原子多得多。在太阳内部，由于氢不断转变成比较复杂的原子，能量密度就逐渐取平。在地球上的核动力发电厂中，由于铀原子转变成比较不那么复杂的原子，也发生同样的情况。今后我们一旦建成了氢聚变电厂，那么，从某种意义上说，我们就将再现太阳上所发生的情况。
就我们目前所知道的情况看，太阳上的能量密度最后会完全取平，而太阳本身则将只含有中等大小的原子。对于宇宙中的所有其他恒星和宇宙中的每一件东西来说，这种说法也同样成立。
如果热力学第二定律是正确的，那么，宇宙中每一个地方的能量密度就都正在不断取平，从这个意义上来说，宇宙是在不断衰亡着。假使情况确实是这样，那么，当宇宙中所有能量都完全均匀分布时，熵就将达到最大值，那时任何现象都不会再发生了。因为尽管所有能量都还全部存在，但它已不再会有任何流动，也不会成为发生某种现象的动力了。
这是一种令人忧虑的前景（假如第二定律确实在一切条件下都成立的话），但我们现在完全毋需恐慌。这个过程需要许多亿亿年才会终结，因此，不仅是在我们活着的时候，而且在整个人类存在的时候，甚至在地球还存在的时候，宇宙都会像目前这样继续存在下去。

70、熵和秩序之间有什么关系？
试想像有九个人排成一个方阵——三个人一排地排成三行，每行每列都对得整整齐齐。我们可以把这种排列叫做有秩序的排列，因为它又整齐、又对称，描述起来也很容易。如果这九个人每人都同时向前跨一步，那么，他们将保持原来的队形，这时的排列仍然是有（秩）序的。如果每个人都向后退一步或者向左或向右移一步，情况也是这样。
但是，假定现在命令每个人都走一步，但前后左右都可以，并且每个人可以随意选择他的方向。这时，可能每个人都碰巧独立地决定向前跨一步。在这种情况下，秩序就仍旧保持不变。
不过，其中任何一个特定的人选择向前跨一步的可能性只有四分之一，因为他可以随意朝四个方向当中的任一个方向走那一步，因此，所有九个人全部独立决定向前跨一步的可能性只有4×4×4×4×4×4×4×4×4分之一，即只有1/262,144。
如果九个人全部向后退一步或全部向左或向右移一步，他们的秩序也同样保持不变，因此，九个人同时朝同一方向走一步的总的可能性是4/262144，即1/65538。既然是这样，你就可以看出，保持那种秩序的可能性是多么微小，同时你也知道，如果让那些人能够自由行动，那么，只要有一个人迈出一步，就完全足以破坏那个方阵，从而使有序的程度降低。尽管他们还是有很小的可能性同时朝同一个方向移一步，但是，下一步就完全有可能把那个方阵破坏掉。
这是个只牵涉到九个人、并且只容许有四个不同的运动方向的情形。在大多数自然过程中，我们却要碰到无数亿个可以用非常多种不同方式自由运动的原子。如果由于某种机会，这些原子在开始时有某种有序的排列，那么以后任何一种自由的无规运动、任何一种自发的变化，都必定会降低那种有序的程度，换句话说，就是会提高无序的程度。
按照热力学第二定律，宇宙的熵总是在不断增大，这就是说，宇宙中的能量分布是在不断地均匀化。可以证明，任何一种能够使能量分布均匀化的过程，同时也会使无序程度增大。因此，由于构成宇宙的粒子可以自由地进行无规运动而使宇宙的无序程度不断增大的这种趋势，正好是热力学第二定律的另一个方面，我们可以把熵看作是衡量宇宙中存在的无序程度的一个量。
如果我们用这种方式来看问题，我们就可以看到第二定律对我们周围一切所起的各种作用了，因为所有自然变化显然都是朝着提高无序程度的方向进行；只有当我们付出一定代价做出特殊努力时，我们才能使秩序得到恢复。我们的零星杂物总是在变乱，我们的房间和我们的衣服也总是在变脏，我们必须经常整理、打扫、洗涤，才能保持整洁。这可能使我们感到最好认为，这一切都是出于那条了不起的宇宙规律在起作用的结果——不过，我自己可一点也不这样想。

@熵之梦 吧里冷清的我都不想继续发了！

？没看懂这跟发帖的关系！

哎。。。。。

自己来顶

@熵之梦 这个应该加精的！

唉。。。。。。。。

71、熵和时间之间有什么关系？
假定我们从空间中很远的地方，拍下一部地球绕太阳运转的电影，然后把它放映得很快，使我们可以看到地球似乎在沿着它的轨道骨碌骨碌地转动着。再假定我们先把这部影片顺着从头到尾放映一遍，然后又倒过来从尾到头放映一遍。那时，我们能够说出哪一种放映法正好看起来同地球在运动的时候一样吗？
你也许会说，从太阳的北极上方往下看，地球是逆时针方向绕着太阳转的。如果看起来地球是在顺时针方向运转，那么，我们就知道影片是在倒过来放映，因而时间是在向后退。
但是，如果你这时是从太阳南极的上方去观察地球绕太阳的运动，地球就会是顺时针方向绕着太阳运动。这样一来，如果你看到的是顺时针方向的运动，你怎样知道你是在太阳北极上方看到时间在往后退，还是在太阳南极的上方看到时间在向前进呢？
你是无法回答这个问题的。就是在只牵涉到很少几个物体的、非常简单的过程中，也不可能说出时间到底是在前进还是在后退。对于这两种情形，自然规律都是同样成立的。如果你所考虑的是亚原子粒子，情况也是这样。
大家全都知道，沿着某一弯曲的路径随着向前推移的时间而运动的电子，可以看成沿着同一弯曲的路径随着向后推移的时间而运动的正电子。如果你所考虑的仅仅是那个粒子，那么，你就不可能确定其中哪一种说法是正确的。
在你无法说出时间究竟是在前进还是在后退的那些非常简单的过程中，熵是不改变的（或者是改变得非常少，因而可以略去不计）。但是，在牵涉到许多粒子的一般过程中，熵总是会增大，换句话说，无序程度总是会增大。一个跳水运动员跳入游泳池而溅起大量水花，一个花瓶掉在地上面碎成片片，许多树叶从树上掉落而散布在地面上——所有这些和我们周围所发生的其他事情，我们都可以证明它们是会使熵增大的。我们习惯于看到熵在增大，并且往往用熵的增大来说明一切都在正常地进行，说明我们在时间中正在向前推进。要是我们突然看到熵在减小，那么，我们唯一能做出的解释就是：我们正在时间中往后退。
例如，假定我们正在看一部由日常生活构成的影片。倘若我们看到了溅起的水滴汇集在一起，而跳水运动员从水里向上升到跳板上；倘若我们看到花瓶的碎片凑成花瓶并通过空气跳回桌子上原来的地方；倘若我们看到地上的落叶自己集中起来并飞回树上各个枝枝桠桠上，那么，由于这一切都表明熵降低了，所以我们就知道，这一切完全同事物的正常次序相反，而那个影片肯定是倒过来放映的。事实上，当时间颠倒过来的时候，各种事件会变得那么古怪，因此，那种场面会使我们发笑。
由于这个缘故，熵有时也被称为“时间的箭头”，因为它的稳步上升可以作为时间的“前进方向”的标志。不过，如果物体中的全部原子都正好以同样的方式运动，那么，所有这些颠倒的事情就是可能发生的。但发生这种事情的机会是如此之小，所以我们完全可以把这种可能性略去不计。

72、既然宇宙在不断衰亡，那它开始时是怎样兴起的？
关于这个问题，我们所能给出的最可靠的答案是：谁也不知道。就我们所知道的情况而论，我们只能够说，一切变化都朝着熵增大的方向、朝着无序程度增大的方向、朝着无规性升高的方向、朝着衰老的方向进行。然而，宇宙曾经一度占有一个很高的地位，才能使它在几亿亿年里一直这样衰亡下来。但是，它是怎样达到那样高的地位的呢？
我能够想出三个可能的答案，这三个答案都仅仅是猜测而已。
（1）宇宙中所产生的各种各样的事物，我们并不全都知道。我们所观察到的变化，确实全部是朝着熵增大的方向进行的。不过，也许在宇宙的某些地方，可能有一些变化在我们还无法进行研究的条件下，是朝着熵减小的方向进行的。在这种情况下，宇宙作为一个整体，就有可能一直维持下去了。这就是说，我们所能观察到的、似乎在衰亡的，只是宇宙的一小部分，而在其他地方却在发生着可以抵消这种衰亡的上升运动。
（2）假定宇宙在任何地方都没有发生熵减小的情况，因而它一直衰亡下去。在熵达到最大值时，宇宙中的所有能量全部均匀分布，因而时间就既不会向未来，也不会向过去推进，但是，所有能量都仍然存在，而宇宙中的所有原子全都占有这些能量的一部分，所以它们会进行无规运动。
这样一来，通过这种完全无规则的运动，可能有一定数量的能量偶尔集中在宇宙的某一部分，也就是说，通过无规运动，又一次产生了一定的秩序。不过，一旦发生了这种情况，那一部分宇宙就会再一次开始衰亡。
很可能，熵达到最大值是巨大的无限宇宙的正常状况，要经过很久很久的时间（这是指我们通常的时间尺度）才发生一次能量集中，并且每一次又只有很小一部分宇宙获得某种秩序，而我们现在就恰好处在这样一小部分宇宙中。
（3）也许，宇宙中的熵似乎在不断增大的唯一原因，只不过是由于目前宇宙碰巧在膨胀着。在这种条件下，比较可能实现的只能是无序排列，而不是有序排列。
有些天文学家认为宇宙不会永远膨胀下去。最初的一次爆炸使得它四分五裂，但是，宇宙各个部分之间通过万有引力互相吸引，可能会逐渐降低它的膨胀速率，可能让它的膨胀停止下来，然后还可能缓慢地迫使它重新开始收缩。而在收缩着的宇宙中，很可能是比较有序的排列会变得比无序排列更容易实现。这就是说，那时的自然变化将朝着有序程度比较高的方向进行，因而熵就会不断减小。
如果情况真的是这样，那么，当宇宙膨胀时，它就会不断衰老，而当它收缩时，它就会再一次复兴，并且，它可以没完没了地一次又一次这样反复进行下去。
如果我们考虑到“黑洞”的话，就甚至还可以把第一个猜测与第三个猜测结合起来。黑洞是质量极其集中、引力极其强大的区域，因此，每一种东西都会落入黑洞中去，没有任何东西——甚至包括光在内——能够从黑洞中跑出来。它们是收缩宇宙的一个极小的样板；也许，在这些黑洞里，热力学第二定律被颠倒过来了。因而尽管宇宙的大多数区域是在衰亡，但在黑洞里却在逐渐复兴呢。

74、当物质被加热时，它会发出红光，然后由橙变黄。但是，此后它就变成发白光。为什么它不按照光谱的顺序
任何一个物体，只要它的能量比绝对零度高一些，就会辐射出电磁波。如果它的温度非常低，它就只辐射出波长很长、能量非常低的无线电波。随着温度的上升，它所辐射出的这种波就越来越多，但同时也开始辐射出波长比较短（能量比较高）的无线电波。当温度继续升高时，就开始辐射出能量还要更高的微波，然后就是红外线了。
这并不等于说，在某一温度下只辐射出长波无线电波，而在某一较高的温度下只辐射出短波无线电波，然后只辐射微波，以后又只辐射红外线。实际上，整个辐射波长范围都被辐射出来了。不过，存在着一个辐射的峰值——辐射量最大的波长区；在这个峰值的两侧，辐射量都比较小：在低能量的一侧辐射量比峰值少；而在高能的一侧则更少。
当物体的温度达到人的体温（37℃）时，辐射的峰值处在远红外区域。人体同样也在发射着无线电波，但是，波长最短、能量最高的波长总是最容易探测到的，因而也是最引人注目的。
一旦温度达到600℃左右，辐射的峰值就处在近红外区域了。不过，这时在峰值高能一侧的小量辐射已经变得特别重要了，因为这些辐射已进入可以看到的红光区域。因此，被加热的物体就会发出暗红色的光。
这种红光在总的辐射量中只占很小的百分比，但是，我们碰巧能够看到它，因而就把全部注意力都集中在这种红光上，并且说那个物体是“红热”了。
当温度再上升时，辐射的峰值继续向波长更短的方向移动，因而就发出数量越来越多、波长越来越短的可见光。这时尽管辐射出的红光更多了，但辐射中又添进了数量不多却很重要的橙光和黄光。当达到1,000℃的时候，这些色光的混合使我们的眼睛产生橙光的印象，而到2,000℃的时候，则产生黄光的印象。这并不等于说，在1,000℃时只辐射出橙光，在2,000℃时只辐射出黄光。要是这样的话，接下去我们确实就会看到“青热”的情形了。但是我们所看到的其实是各种色光的混合。
当温度达到6,000℃（即太阳的表面温度）时，辐射的峰值处在可见的黄光区域内，这时我们看到了大量的可见光——从紫光到红光统统都有。这整个可见光区使我们的眼睛产生白光的印象，结果，太阳就成为“白热”了。
当物体比太阳还要更热时，它继续辐射出各种波长的可见光，并且数量还要更多一些。不过，这时辐射的峰值已移到蓝光区域，因此，我们的眼睛会觉得这些色光的混合不很平衡，在白光中还带点蓝色。
以上所说的是那些被加热时能以很宽的波长范围发出“连续谱”辐射光的物体的情形。有些物质在特定条件下只能辐射出某些波长的光，硝酸钡在被加热时会辐射出绿光，因而在礼花中利用它来达到发绿光的效果。如果你愿意的话，你不妨管这叫做“青热”。

75、什么是偏振光？
光可以看作是由一些微小的波构成的。这些波可以在任何一个平面上振动。在一个特定的光束中，有些波可以上下振动，有些波左右振动，有些波则沿对角方向振动。它们的振动方向可能均匀地分布在所有各个方向上，没有一个振动平面占优势或者在光波中比其他平面占有更大的份额——普通的太阳光或电灯泡的光都是这样。
可是，现在让我们设想光穿过一块透明的晶体。晶体是由排成规整的行列和平面的原子或原子团构成的。因此，光波会发现，当它的振动平面恰巧能塞进两个原子平面之间时，它就很容易通过这块晶体。要是它的振动平面与原子的平面成一个角度，它就会撞在原子上，因此，光波就要消耗很多能量方能继续振动下去。这样的光会局部或全部被吸收掉。
你可以用下面的办法想到这是一种什么景象：试想像你把一根绳子的一头拴在邻居院子里的树上，另一头拿在你手里。再假定绳子是从篱笆的两根竹子的正当中穿过去的。好了，如果你现在拿绳子上下波动，这些波就会从两根竹子之间通过，并从你的手传到那棵树上。这时，那座篱笆对你的波来说是“透明的”。但是，要是你让绳子左右波动，绳子就会撞在两根竹子上，波就不会通过篱笆了。
有些晶体能够强迫光波把所有能量分成两束分离的光线。这时振动平面就不再均匀分布了。在其中的一个光束中，所有的波都在一个特定的平面上振动；而在另一个光束中，所有的波都在与第一束光的平面成直角的平面上振动：不可能出现任何对角方向的振动。
当光波被迫在某一特定的平面上振动时，我们就说这样的光是“面偏振光”，或简单地称它为“偏振光”。而朝着所有各个方向振动的普通光都是“非偏振光”。西方国家把偏振光称为“极化光”。
为什么叫做“极化光”呢？当这种现象在1908年第一次定名时，那个发明这个名称的法国工程师马吕斯关于光的本性有一个错误的理论。他认为，光是由一些像磁铁那样有南北极的粒子组成的。他想，那种从晶体中穿过的光，可能是南北极的方向全部相同。这种想法后来被证明是错的，但那个名称却已被人们牢牢地记住，无法再改变了。
当一块晶体产生偏振平面各不相同的两束光时，这两束光具有稍稍不同的性质。它们在通过晶体时所受到的偏折的大小可能不一样。因此，我们可以想法设计出一块晶体，让它把一束光完全反射掉，而只让另一束光全部通过它。
在利用某些晶体时只有一束光能通过，是因为另一束光被吸收掉而转化为热。偏振眼镜片（它是在塑料中嵌入许多细小的这类晶体）就是以上述方式吸收掉许多光，由于这种镜片着色，吸收掉的光就更多了。这种镜片就是这样消除眩目的强光的。
当偏振光通过含有某种不对称分子的溶液时，它的振动平面会被扭转一个角度。化学家根据这种扭转的方向和角度的大小，就能够对这种分子的真实结构做出许多推断，特别是对于有机化合物的分子更是如此。正因为这样，偏振光对于化学理论来说，一直是极其重要的。

76、光能够对物质施加力吗？
光束含有能量，当它投射到一个不透明的物体上并被吸收时，能量就会发生某种变化。其中的大部分转换为热，也就是说，构成不透明物体的粒子在获得光能之后，就开始更加快速地振动。
然而，光束能够对不透明的物体施加直接的力吗？光束能够把它的运动传给那个吸收它的物体吗？一个运动中的大而重的物体对任何阻挡在它前进道路上的东西的影响是明显的。滚木球戏中的滚球击中了一个柱，就会使它飞起来。但光由无质量的粒子所组成，它仍然能够把它的运动传递给物质，并对物质施加力吗？
早在1873年，苏格兰物理学家麦克斯韦就从理论上研究了这个问题。他指出，光即使是由无质量的波所组成，也仍然会对物质施加力。这种力的大小取决于运动光束中每单位长度所含的能量。有一件令人注目的事。假定你有一个手电筒，你将它正好开一秒钟。它在这一秒钟内发射的光含有大量的能量，但就在这一秒钟内，发射出的光的第一部分已经走了约30万公里。手电筒在一秒钟内所发出的全部光就分成那样长的一道光束，所以，这道光束中每一米或甚至每一公里长度中的能量确实是很小的。
正是由于这个原因，在通常情况下我们并不觉得光对物质有任何作用力。
不过，假定你取一根轻的横杆，在横杆两端各有一个平圆盘，然后用一根细石英丝拴在横杆的中央，把它悬吊起来。在一圆盘上施加极小的一点力，就会使横杆围绕着石英丝扭转。如果一道光束照在一个圆盘上，那么，只要这道光束对圆盘施加了力，这个横杆就会旋转。
当然，如果稍有一点微风推动着圆盘，那么，光束的这种微小的力就会被掩盖起来，所以整个装置必须封闭在一个小室内。就连空气分子碰撞圆盘所产生的力也会比光力大得多。
因此，这个小室必须抽成高真空。完成了这样的设施并采取了某些其他的预防措施之后，当一道强烈的光束照射在圆盘上时，就有可能测出圆盘位置的微小移动。
1901年，两位美国物理学家尼科尔斯和赫尔在达特默思学院完成了这样的实验，证明光确实能产生一种力，这种力的大小正好同二十八年前麦克斯韦所预言的差不多。几乎与此同时，俄国物理学家列别捷夫用稍微复杂一点的装置，也证实了这种情况。
这种“辐射压力”的存在被证实以后，天文学家相信这种压力说明了关于彗星的某种有趣的现象。彗星的尾部总是指着背离太阳的方向，当彗星接近太阳的时候，彗尾就拖在后面。当彗星最接近太阳并绕着太阳运动时，它的尾部就来回摆动。然后，当彗星离开太阳时，它的尾部却跑到它的前面去了。于是天文学家就这样想：“啊哈，这就是辐射压力！”
大约有半个世纪，他们一直认为这是真实的，但是他们错了。太阳光的辐射压力并不够强，把彗星尾部推向背离太阳的方向的是太阳风。

77、红光通过棱镜时的变化最小，而在通过衍射光栅时变化最大，为什么会有这种差别？
光可以看作是一种波动，普通的太阳光则是几种不同波长的波的**。不同波长的光在我们的视网膜上产生不同的效应，正是这些效应给我们以颜色的感觉。在可见光中，红光的波长最长，其次是橙光、黄光、绿光、蓝光，最后是波长最短的紫光。
当光离开空气进入玻璃、水或其他透明介质时，它的速度就减慢。如果一道光束从右面以倾斜的角度投在一块玻璃上，那么，最先射在玻璃上的光束的右侧就会先减慢速度。有那么一瞬间，光束的右侧缓慢地运动，而左侧则继续以全速前进，结果，当光束进入玻璃时就会改变方向，这就是“折射”。
如果一队士兵从一条平坦的公路斜着向犁过的田地行进，就会发生同样的情况。队列中靠近田地那一侧的士兵会先到达地里，并且先减慢速度。除非有意识地去防止这种情况，否则这个队列在进入地里时就会改变方向。
地里的减速效应，是由于难以从松土中拔出腿来的缘故。
一旦拔出腿来，在地上空气中挥腿的速度就像在公路上一样快了。这就意味着，一个长腿士兵，由于他跨的步子比短腿士兵的要长些，在给定的距离内与地面接触的次数要少些，因此减速也就少些。一列长腿士兵行进方向的改变要比一列短腿士兵少一些。
在这方面，长波红光类似于长腿士兵，它的减速小于其他任何一种可见光。因此，它的折射最小。紫光当然折射最大。
衍射则涉及完全不同的原理。一种波动能够自由绕过尺寸不大于这种波的一个波长的障碍物继续前进。障碍物越大，波就越难绕过它。
光的波长非常短（约为1/125,000厘米），因此，光不能明显地弯曲绕过普通的障碍物，而只能沿直线从它们旁边经过，并产生清晰的阴影。声波要长得多，它的本质与光波完全不同。这就是为什么你绕过拐角也能听到声音，但不能绕过拐角看见东西——至少不用镜子是看不见它的。
衍射光栅是由许多极细的暗线条彼此平行地刻划在透明底板上所组成；这种暗线条非常细，因此，甚至很短的光波在它们附近通过透明区时，也能少量地绕过它们。这就是“衍射”。
很清楚，光的波长越长，暗线的阻碍作用就越小，光也越能绕过它们。长波的红光最能绕过暗线，因此衍射最大。紫光的衍射当然最小。
折射棱镜和衍射光栅都会产生“彩虹”或光谱。然而，折射光谱同衍射光谱相反。从光原来的方向线依次向外看，折射光谱是：红、橙、黄、绿、蓝、紫。衍射光谱是：紫、蓝、绿、黄、橙、红。