音と光---速度の違い

質問

水中では音は大気中より早く伝わるのに光はより遅く伝わる理由がわかりません。どうしてなのでしょうか？

また、どうして光は真空でも伝わるのでしょうか？光も音も波なのに、どうしてこのような差があるのでしょうか？

回答No.1

moby_dick · ベストアンサー

音などの普通の波と、光は本質が全く違うのです。

音などの普通の波は、何かの物体（媒体と言います）の中とか表面を伝わるものです。
その物体を構成する物質が、ある部分で変動し、その変動が隣へ隣へと伝わる訳です。
物質の構成要素の重さ、弾性などで伝わる速さが決まります。
水中で音が大気中より早く伝わるのは、その理由です。

さて、光は、いわば謎の波です。つまり、それを伝える媒体がないのです。
それで、光は真空中では本来の性質の速度で進みます。
光が水などの物質中を進むときは、その物質の構成要素が光のエネルギーを奪い遅くするのです。
大気より水の物質密度が高いので、より遅くするわけです。

まとめると、水など物質は、音波には進めるものとして、光には妨げるものとして働くのです。

（なお、謎の波、光を解こうと、過ってエーテルと言う架空の媒体で説明しようとしましたが、それは否定されました。
その後、結局、アインシュタインが、そうした疑問から始って相対論を打ち立てたのです。）

回答No.2

sqwe-ir

音が、物質を媒体として伝播するのに対し、
光や電波は、空間を媒体とするからです。

例えば、コンセントの５０Hzのうねうねが、電磁波（電界）となって空を飛ぶとします。

そのうねうねは、波長の波になって規則正しい距離を進みます。（例えば１ｍの波）

これは、受信すれば、元の波（電磁力）電気に戻ります。

電子→磁力→電界と変化出来るのです。

光の場合、御幣があるかもしれませんが、
弾丸のように初めから光速で、
ある波長で振動していると捉えています。

後は、慣性の法則で吹っ飛ぶのみです。
（但し、速度と波長は一緒の物です）