Скорость света в среде
Скорость света в среде — это скорость распространения световой волны в веществе. Она меньше скорости света в вакууме и определяется показателем преломления среды: чем больше показатель преломления, тем медленнее распространяется свет.
Формула и смысл
Из определения показателя преломления следует:
В вакууме \(c\approx3\cdot10^8\ \text{м/с}\). Для любой обычной прозрачной среды \(n>1\), поэтому \(v<c\). Например, если \(n=1{,}5\), свет распространяется в среде в 1,5 раза медленнее, чем в вакууме. Показатель преломления зависит также от цвета света, поэтому при разных частотах скорость может немного различаться — это связано с дисперсией света.
Для стекла с показателем преломления \(n=1{,}5\) найдём скорость света: \(v=\frac{3\cdot10^8}{1{,}5}=2\cdot10^8\ \text{м/с}\). Следовательно, свет в этом стекле движется со скоростью \(200\ 000\ 000\ \text{м/с}\).
Показатель преломления \(n\) — не скорость и не величина с единицей измерения. Он показывает, во сколько раз скорость света в вакууме больше скорости в среде. При переходе света через границу сред скорость меняется, а частота света обычно остаётся постоянной.
Как изменится скорость света при переходе из среды с \(n=1{,}2\) в среду с \(n=1{,}6\)?
Главное
- Скорость света в среде определяется формулой \(v=\frac{c}{n}\).
- Чем больше показатель преломления, тем меньше скорость света в среде.
- В обычных средах \(v<c\), а показатель преломления не имеет единицы измерения.