為什么光在不同介質中的傳播速度不同?
光速確實是恒定的,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
當光進入介質后會變慢,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,光速并沒有減慢。它依然是每秒30萬千米。光子進入介質后,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,并釋放出一個光子。
也就是說射入介質中的光子A被原子吸收后,又釋放出了B光子,B光子又被原子吸收,然后釋放出C光子……直到穿過介質。由于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。