光速不是恆定的嗎,那為什麼光在不同的介質中傳播速度不一樣呢?

鏡像宇宙


光速確實是恆定的,它與參考系無關。無論觀察者以哪種方式運動,測量到的光速都是一樣的,即:299,792,458米/秒。這是信息傳播速度的極限,也是相對論成立的條件。光速可以通過理論計算得出,也可以通過測量得到。

圖:


光從離開太陽表面算起,需大約8分17秒才能到達地球

當光進入介質後會變慢,實際上是一種誤解,主要是從宏觀上去測量得到的,即測量入射時間和穿過介質的時間的差值,用介質的厚度去除以這個時間,得到的光速減慢的結果。

事實上,在微觀上來觀察,光速並沒有減慢。它依然是每秒30萬千米。光子進入介質後,會被介質(比如說水中的氫原子)吸收,核外電子就會獲得能量,向更高一層能級躍遷,但這不是穩定的,它過一會兒會躍遷回來,並釋放出一個光子。

也就是說射入介質中的光子A被原子吸收後,又釋放出了B光子,B光子又被原子吸收,然後釋放出C光子……直到穿過介質。由於吸收和釋放光子是需要時間的,所以就造成了從宏觀上測量,光速減慢的現象。


講科學堂


光速與光的傳播速度並不一樣。

前者是指光在真空中的傳播速度,後者是指光在介質中的傳播速度。

同時,光速在不同語境下表達的意思是不一樣的。

當我們說光速不變時,是指光的傳播速度在不同參考系的觀測下不變,也就是說光的傳播速度不受參考系的運動和變化影響,這是與經典物理體系的運動參考系理論不同,其是基於邁克爾遜莫雷實驗的結果而得出的,愛因斯坦根據此實驗結果推導出狹義相對論。其本質是指光子的傳播速度。

當我們討論不同介質中的光速時,實際討論的是光在不同介質間的傳播速度。光在傳播過程中與介質中的粒子產生相互作用,不斷被吸收和激發,導致一束光在傳播過程中的速度有所不同。其本質是指一束光的傳播速度。


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光速不變=/光速恆定


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