非真空中の光速度

質問

屈折率ρの物質中を進む光の速度はc/ρです。
これは光速度普遍に反してはいませんか？

回答No.3

dahho · ベストアンサー

相対論の議論で使われている「光速度」はすべて頭に「真空中の」という言葉がついていると考えて良いと思います。

「光の速度はc/ρ」とおっしゃっていますが、この言葉の通りで、不変なのはcです。
物質が違うとρも変わり、光の速度も変わりますが、cは変わりません。真空中の屈折率をρ=１と定義しているので真空中の光速度＝cとなり、この名前で呼ばれているといっても良いかもしれません。

cは
c=√(1/εμ)
で決まります。εとμは真空の誘電率と透磁率です。光速が不変といっているのは、つまり、真空の誘電率と透磁率が実験室の速度に依存しないと言っていることと同じわけです。

あと国語的な問題ですが、「普遍」の対義語は「特殊」です。「不変」の対義語は「可変」。光はどちらかというと特殊だと思うので「普遍」ではなく「不変」が良いと思うのですが…。

お礼

返答ありがとうございました。

こちらで納得のいく回答が得られたので回答を締め切ります。ありがとうございました。

回答No.2

dahho

光速度不変は真空中の光速度が観測者の速度によらず不変ということです。

また＃１のおっしゃるように相対論で言う光速度は物理定数としての「光速度」です。極端な話、もしマクスウェル方程式が間違っていて真空中の光の速度が「光速度」でなかったとしても、物理定数としての「光速度」は不変ということになります。最初に見つかった静止質量がゼロの粒子が光だったので「光速度」と名前がついただけです。

お礼

返答ありがとうございます。

物理定数としての光速度が普遍なのであって、実際に観測される光速度には差があっても良いということでしょうか？

回答No.1

qxwxq

反していません．
相対性理論はあくまでも質量0の粒子の運動についての議論です．
屈折率が1でない物質の中の光は見かけ上の重さをもつので，
この光について議論するのは，相対性理論の趣旨ではないです．
また，光子でなくても，光速で進む物質は存在します．
光子のかわりに，こうした物質で相対論を作ってもいっこうに
構わないかと思います．

お礼

返答ありがとうございます。

これはつまり、屈折率が1でない物質中を進む光は、相対性理論のなかでは光として扱わない、ということでしょうか？