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光の位相速度と群速度について
水中(屈折率n)では光の位相速度がc/nになるが、光子の速さはcで不変。 とあったのですが、光子の速さ=群速度、ということですか? また解釈として、水分子に光が衝突して光は進行方向に対しジグザグに進む。 このとき、群速度は光子が実際に「動いた」距離、 位相速度は光が直線的に「進んだ」、見かけ上動いた距離である。 ということで正しいでしょうか? つまり、群速度cで頑張って水中を走ったが、水分子に邪魔をされて実際進行方向に対してはc/nの位相速度でしか進めない、ということかどうかです。どなたか教えて下さい。
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- shippo_ppk
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回答No.1
「水中(屈折率n)では光の位相速度がc/nになるが、光子の速さはcで不変。 」と「位相速度」について記されたものをまだ見たことがありません。どこで出会ったのですか。この文面だけからすると、光のエネルギーの伝わる速度(群速度)がcと誤解釈してしまうのは十分に理解できます。 媒質が水なのでイオン分極でしょうが、私は電子分極からのアナロジーで、下記のイメージで解釈しています。 光子が水の分子に中途半端に吸収され、その後すぐに水の分子が光子を再放出する。その光子は次の水の分子に吸収されるまでcの速さで伝わる。吸収再放出にかかった時間だけ、水の中の光子は遅くなったように見える。ただし完全に吸収されてしまう光子もあり、光子の総数は水の中を進むほど減っていく。