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なぜ光の速度が密度の高い培地で低下するように見えるのですか?

光の速度は実際には減少しません 密度の高いメディアで。それは、私たちが物質との光の相互作用を知覚し、測定する方法から生じる一般的な誤解です。これが故障です:

真実:

* 光の速度は、真空で一定です。 これは基本的な定数であり、毎秒約299,792,458メートルです。

* 光は物質と相互作用します。 光がガラスや水などの密度の高い培地に入ると、その材料の原子と電子と相互作用します。

* この相互作用は遅延を引き起こします。 ライトはもうまっすぐに移動しません。代わりに、原子に吸収され、再放出され、再び吸収されます。このプロセスには時間がかかり、光が遅く移動しているように *見えるようにします。

* 実際の光の速度は決して変わりません。 媒体内でさえ、光の速度で光が移動しますが、これらの相互作用により、それがとる経路はより長く複雑です。

類推:

混雑した部屋を歩いていると想像してみてください。直線で移動することはできません。あなたは人々の周りを織り込まなければなりません。あなたの全体的な速度は遅く見えるかもしれませんが、あなたはまだあなたの通常のペースで歩いています。遅延は障害によって引き起こされ、歩行速度の低下ではありません。

重要な概念:屈折率

密度の高い培地での光の「見かけの」減速は、屈折指数(n)によって定量化されます 素材の。それは、材料の光速度に対する真空中の光の速度の比率です。

n =c / v

どこ:

* C =真空中の光の速度

* v =媒体の光の速度

屈折率が高いと、「減速」効果が大きいことが示されています。つまり、光がその培地で特定の距離を通過するのに時間がかかります。

結論:

密度の高い培地では光の速度が低下するように見えますが、実際の光の速度は一定のままです。光と物質との相互作用により、遅延が発生し、光の経路が変化し、移動が遅くなります。屈折率は、この「減速」効果を定量化します。

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