在物理学的宏大体系中，光被定义为一种处于特定频段的光子流 ，本质上属于电磁波的范畴。

从微观视角出发，光具有独特的波粒二象性，这意味着光既能够展现出波动的特性，比如干涉、衍射等现象；又能体现出粒子的特征，像是光电效应。这一特性使得光在物理学的研究中占据了极为特殊的地位。

光子作为光的基本粒子，有着许多独特的性质。

其中最显著的便是它没有静止质量，这是诸多基本物理理论的基础，例如库伦定律的平方反比规则、麦克斯韦方程组、电磁场的拉格朗日量等。一旦光子的静质量不为零，这些理论将被推翻，现代物理学以及建立其上的量子力学将不得不进行全面重建。基于爱因斯坦的质能方程E=mc²和光量子能量公式，可以粗略估算出光子的动质量上限。

在真空中，光子始终以约每秒30万公里的光速运动，这一速度不仅是光子的固有属性，更是宇宙时空的特性。

在真空中，由于不存在任何物质的阻挡，光可以毫无阻碍地一直传播下去。

这是因为真空中没有原子、分子等粒子能够吸收或散射光子，光子能够保持其能量和方向，持续前行。比如，宇宙深处的星光，在几乎真空的宇宙空间中传播，有些甚至经过数十亿年的漫长旅程才到达地球，让我们得以观测到遥远星系的光芒 。

然而，密室中的环境与真空截然不同。

密室中存在着空气，空气由各种气体分子组成，如氮气、氧气、二氧化碳等。这些分子虽然极其微小，但它们的存在会对光的传播产生影响。当光在密室中传播时，光子会与空气分子发生相互作用，部分光子可能会被空气分子散射，改变传播方向。

此外，密室的墙壁也是光传播过程中的重要阻碍。墙壁通常由各种材料构成，如砖石、木材、金属等，这些材料的原子和分子会吸收光子的能量。当光子撞击到墙壁表面时，根据墙壁材料的不同，会有不同比例的光子被吸收。

当手电筒发出的光子进入密室后，墙壁成为了它们首先遭遇的对象。光子与墙壁的相互作用主要表现为反射和吸收 。不同材质的墙壁，其原子结构和电子分布各不相同，这就导致了它们对光的反射率和吸收率存在显著差异。

以普通的白色粉刷墙壁为例，其反射率通常在 70% - 80% 左右。这意味着当光子撞击到这样的墙壁时，有 20% - 30% 的能量会被墙壁吸收，转化为墙壁分子的内能，使墙壁的温度略有升高。而被反射的光子会继续在密室中传播，寻找下一次与墙壁或其他物体相互作用的机会。

如果墙壁是由高反射率的镜面材料构成，情况则有所不同。例如，反射率高达 99.7% 的高反平面镜，每次反射时仅有 0.3% 的光能量会损失。

假设初始光强为\(I₀\)，根据光强衰减公式(I = I₀×0.997ⁿ)（其中n)为反射次数），当光强降至初始值的 1% 时，即(I = 0.01I₀)，通过对数运算可得(n = log₀.₉₉₇0.01 ≈1533)次。这表明经过约 1533 次反射后，光的能量就会降至 1%，几乎难以被察觉。在一个边长为 10 米的密室中，光在墙壁间往返一次的距离约为 20 米，按照光速(299792458m/s)计算，完成 1533 次反射所需的时间极短，大约仅为(0.0001022s) ，这也是为什么我们在关闭手电筒后，几乎瞬间就感觉密室变黑了。

除了墙壁，密室中的空气分子和微小颗粒也会对光的传播产生影响。空气中主要包含氮气、氧气等气体分子，以及灰尘、气溶胶等微粒。光子在传播过程中会与这些分子和微粒发生相互作用，产生散射现象。

当光子与气体分子发生散射时，如果光子的波长比分子的尺寸大得多，这种散射被称为瑞利散射。瑞利散射的强度与光的波长的四次方成反比，也就是说，波长较短的蓝光更容易被散射。这也是为什么在晴朗的天空中，太阳光中的蓝光被大气中的气体分子散射，使得天空呈现出蓝色。在密室中，虽然空气分子的密度相对较低，但由于光的传播速度极快，在短时间内仍会与大量的空气分子发生相互作用，导致部分光能量损失。

而当光子遇到尺寸与波长相近或更大的灰尘、气溶胶等微粒时，会发生米氏散射。米氏散射的特点是散射强度与波长的关系不像瑞利散射那样强烈，散射光的分布相对较为均匀。这种散射会使光的传播方向变得更加复杂，进一步加剧了光能量的损耗。

在有灰尘的密室中，我们可以看到手电筒的光束呈现出明显的 “光路”，这就是光与灰尘微粒发生散射的结果。灰尘微粒将部分光散射到我们的眼中，让我们能够看到光的传播路径，同时也意味着光在传播过程中能量的损失。

当光在密室中与墙壁、空气分子等物质发生相互作用时，其能量会发生各种形式的转化。

被吸收的光能量会转化为墙壁和空气分子的内能。以墙壁为例，当光子被墙壁吸收时，光子的能量传递给了墙壁中的原子和分子，使得这些微观粒子的热运动加剧，从而表现为墙壁温度的升高。虽然这种温度升高的幅度通常非常小，难以直接察觉，但从微观层面来看，能量的转化是切实发生的。例如，在一个长时间被阳光照射的房间里，墙壁会有温热的感觉，这就是光能量被吸收并转化为内能的体现 。

反射的光能量，其方向发生了改变，但在理想情况下（不考虑反射过程中的能量损失），光的能量大小基本保持不变。当光照射到光滑的镜面时，会发生镜面反射，反射光几乎按照与入射光相同的强度和频率继续传播，只是传播方向根据反射定律发生了改变。

然而，在实际的密室环境中，即使是高反射率的材料，每次反射也会伴随着一定程度的能量损失，导致反射光的强度逐渐减弱。

光的散射现象也涉及到能量的转化。当光与空气分子、灰尘等微粒发生散射时，部分光能量会传递给这些粒子，使它们的能量状态发生改变。在瑞利散射中，蓝光更容易被散射，这是因为蓝光的波长较短，与空气分子的相互作用更强烈。

在这个过程中，光子的部分能量会转化为空气分子的振动能等其他形式的能量，从而导致散射光的能量和方向发生变化。而在米氏散射中，由于散射微粒的尺寸较大，散射光的分布更为复杂，能量转化的过程也更加多样化，光能量会以不同的方式分配到散射光和散射粒子的能量变化中。