Есть ли разница в скорости между синим и красным светом? Есть ли разница в скорости? Или все типы света движутся с одинаковой скоростью?
Скорость света в вакууме постоянна и не зависит от характеристик волны (например, ее частоты, поляризации и т.д.). Другими словами, в вакууме синий и красный свет распространяются с одинаковой скоростью c .
Распространение света в среде связано со сложными взаимодействиями между волной и материалом, через который она проходит. Это делает скорость света в среде зависимой от множества факторов, включая частоту (другими примерами факторов являются показатель преломления материала, поляризация волны, ее интенсивность и направление).
Явление, из-за которого скорость волны зависит от ее частоты, известно как дисперсия и является причиной того, что призма и капли воды разделяют белый свет на радугу.
Так как никто не упомянул об этом...
Если вы хотите получить лучшее концептуальное представление о кажущемся замедлении света (и других электромагнитных волн) в материалах, я настоятельно рекомендую прочитать лекции Ричарда Фейнмана, особенно главу 31 тома I. Это даст вам гораздо больше объяснений, чем возможно в этот форум.
Наслаждаться!
Вспомним, что свет может проходить через среду, такую как воздух, вода или стекло. Вы можете измерить скорость света в любой из этих сред. Вы также можете пропускать свет через вакуум, где есть только пустое пространство. Подумайте о свете, исходящем от солнца. В пустом пространстве все цвета движутся с одинаковой скоростью, называемой с. Свет разных длин волн или цветов распространяется с разной скоростью, когда они проходят через любую среду, кроме вакуума. Это последнее утверждение не совсем верно, но причины сложны, и вы можете просто поискать солитоны. Красный свет распространяется быстрее, чем синий в стекле.
Насколько нам известно, свет передается частицей без массы покоя. Специальная теория относительности говорит, что скорость такой безмассовой частицы всегда должна быть равна , независимо от движения наблюдателя. В общей теории относительности скорость безмассовой частицы, измеренная локально , также всегда равна . До сих пор ни один эксперимент не обнаружил измеримой разницы между скоростью света любого цвета и . Таким образом, эксперименты говорят нам, что свет всех «видов» и цветов движется со скоростью и относительность дает нам представление о том, как это происходит.
При взаимодействии с веществом скорость возмущения, возникающего при возбуждении светом, может иметь различную скорость. Теперь у нас есть квантовая суперпозиция света и возбужденных состояний материи, так что, хотя многие люди назвали бы меня педантом, на самом деле это не совсем свет. Классически вы можете думать об этом как об игре «Шепотом по переулку»: атом среды поглощает свет, пребывает в возбужденном состоянии, а затем повторно излучает новый фотон. Конечным результатом является замедление распространения, но «легкая» часть возмущения все еще движется со скоростью . В зависимости от типа используемой среды могут быть всевозможные зависимости скорости распространения от цвета: как и в ответе Билла Н. , Фейнман дает превосходное классическое описание. Моя попытка квантового объяснения здесь .
Совершенно верно, что в вакууме все цвета света распространяются с одинаковой скоростью, и поэтому белый луч проходит через вакуум, не испытывая никакой дисперсии...
Скорость света в вакууме постоянна, но разные электромагнитные волны распространяются с разной скоростью в разных средах из-за разного показателя преломления.
пользователь46925