光在不同介质中的速度（光在不同介质中的速度不同的原因）

光在真空中的传播速度为每秒299792458米，且相对于任何参考系而言都恒定不变，事实上不仅是光子，任何不具有静止质量的物质都能且只能以光速移动。

而对于具有静止质量的物质而言，无论它们如何努力也无法达到光速。为什么呢？因为巧妇难为无米之炊。拥有静止质量的物质在运动的过程中会产生一个与引力质量等效的惯性质量，惯性质量会随着运动速度的增加而增大，当速度趋近于光速，惯性质量便趋近于无穷大，继续加速就需要无穷多的能量，而宇宙中的能量虽然很多，但并非无穷，既然宇宙中都没有无穷多的能量，又如何能够将拥有无穷大质量的物体推进到光速呢。拥有静止质量的物体无法达到、更无法超越光速，这是针对于真空中的光速而言的，而在现实之中，最接近于真空的环境就是宇宙了，它的平均密度仅为每立方米1X10∧-28千克，宇宙的密度很低很低，几100近真空，但也并非**真空。

光速为每秒299792458米，但光却很难有机会在真空中自由驰骋，大多数的情况之下，它都是在介质中移动，而光在不同介质中的速度是不同的。

com

在介质中移动的光，速度被显著降低了，研究发现在折射率n≈1.33的水中，光的传播速度只有真空中的75%，这就给其它物质超越光速创造了条件，于是一个在介质中超越光速的现象就出现了，这就是契伦科夫辐射现象。契伦科夫辐射现象是目前已知的唯一一个可以观测到的介质中物体的超光速现象。它是在1934年由前苏联物理学家帕维尔·阿列克谢耶维奇·契伦科夫所发现的，于是这一现象也因此而得名。

契伦科夫辐射现象简单来讲就是指介质中运动的物体速度超过光在该介质中速度时，所发出的一种以短波长为主的电磁辐射，而在介质中能够超越光速的物体通常就是指电子。

契伦科夫辐射现象是唯一可以观察到的超光速现象，而且这种现象还十分漂亮，颇具科幻色彩。如果有幸参观过核电站的启动就一定会清晰地记得那漂亮的亮蓝色光辉，这就是契伦科夫辐射的典型特征，而这种亮蓝色的光辉也经常被应用于各种科幻影视作品之中。那么这股科幻蓝光是怎么产生的，契伦科夫辐射辐射现象又是怎么一回事呢？契伦科夫辐射现象虽然是由物理学家契伦科夫所发现的，但当时他并未能够对这一现象产生的原因作出完美的解释，直到3年之后，也就是1937年，物理学家伊利亚·弗兰克和伊戈尔·塔姆才成功解释了契伦科夫辐射的形成原因，于是三人共同在21年后的1958年斩获了诺贝尔物理学奖。

契伦科夫辐射的产生条件其实与另外两种常见的现象类似。

当船在水中航行的时候，会产生水波，当船的航行速度很快，超越水波的时候，就会在水面形成很大的弓形震波，这是因为船的速度太快，以至于船所产生水波无法快速离开船体而产生堆积的结果。

类似的现象还有超音速飞机的音爆现象。飞机在飞行的过程中会产生轰鸣，这些轰鸣声会以音速向四周传播，对于普通的飞机而言，我们并不会注意到这一点，但对于超音速飞机而言，情况就有些不同了，由于飞机飞行的速度超过了声音传播的速度，所以音波无法快速离开飞机，于是不断堆积叠加，最终形成了可见的多重震波。契伦科夫辐射现象也是如此，因为电子在介质中的运动速度超越了光速，所以便产生了叠加效应。

为什么契伦科夫辐射现象会产生亮蓝色的辉光呢？这其实是一个误会，事实上大多数的契伦科夫辐射都是在紫外线波段上进行的，而紫外线是不可见的。

契伦科夫辐射的强度与介质中电子的运动速度以及电子的数量呈正比关系，电子运动速度越快、数量越多，契伦科夫辐射的强度就越大，而其在短波长会有较强的强度，所以契伦科夫辐射才会在可见光波段呈现出亮蓝色。由此我们也知道了，只有带电粒子被更充分地加速之后，才会在可见光波段显现出亮蓝色的光，所以在现实之中，可观察的契伦科夫辐射现象要么产生于核电站之中，要么就要借助于粒子加速器。契伦科夫辐射在现实中是有很多应用的，比如可以用来探测高能粒子，这是因为进入地球的宇宙高能粒子在大气中的运动速度会超越光速，所以会产生契伦科夫辐射现象。

本站声明:网站内容来源于网络,如有侵权,请联系我们,我们将及时处理。