光為什麼會變慢

假設有一塊折射率等於1.5的玻璃，根據表格，這意味著光速將以2/3的光速（0.67c）在玻璃中傳播，如果在玻璃上方照射激光，則激光發出的光將以光速在空氣中傳播，直到其撞擊玻璃表面，當它撞擊玻璃表面時，光線的速度將變其原始速度的2/3倍，並會改變其方向，一旦光線到達玻璃的另一側，它將從玻璃中射出，再次改變其方向，並以光速再次在空氣中傳播。

另外，從玻璃射出的光將沿著相同的方向傳播，將沿著平行於入射光方向的路徑傳播，路徑向左偏移了一點，但角度相同。

離開玻璃後，如何速度又可以變快呢？

關於這個答案互聯網上可以找到兩種常見的解釋，但這兩種解釋都是錯誤的。

<strong>第一種錯誤的解釋：

光在穿過玻璃時會從原子散射出去，光遇到一個原子並以一定角度散射，然後又遇到另一個原子並以向另一個方向散射，光以光速c在原子間穿行，隨著光線穿過玻璃，散射過程一次又一次地發生。

光線實際的傳播路徑，將其與直線路程進行比較，就會發現實際路徑比直線路徑要長（三角形兩邊之和大於第三邊），光在玻璃原子間散射，並以真空狀態下以光的速度傳播，光走實際路徑比直線路徑所花費的時間會更長。

穿過玻璃需要花更長的時間，是一種有效說明光速變慢的說法，這也是某些用來解釋，在玻璃中光速變慢的合理方式。

這種說法的錯誤在哪呢？

因為散射不是一個精確定向過程，光可以向多個方向散射，例如，它可能像圖中看到的散射，這是一個角度更大的散射，更長的實際路徑，因此，光實際上會比前一種散射的路徑花的時間更長。光最終無法以平行入射光線的方向離開玻璃，它也不會遵循路徑去散射，光線總是會以一定的速度和角度從玻璃中射出，所以這個解釋是錯誤的，因為它無法做出正確的預測路程。

第二種錯誤的解釋：

光不是被散射的，而是被原子吸收後重新發射的。在原子之間，光還是以真空中的光速傳播，原子吸收和發射光所花費的時間，似乎浪費了光穿過玻璃的時間，感覺光的速度減慢了。光子在原子間都以光速移動，但是加上吸收和重新釋放期間所花費的時間，使實際時間比虛線所花費的時間更多，這看上去也是一種光線變慢的合理解釋，這個想法雖然明智，但也是錯誤的。

這種說法的錯誤在哪呢？

問題在於，當光子被原子吸收時，它都不知道光子會從哪裡來，而且當它重新釋放光子時，它也可以在任何方向上發射，因此。在吸收和重新釋放說法下，真正發生的事情更可能像是光子被吸收和釋放的過程都應該是隨機的。

正確的答案

瞭解光的本質：光也是波、

波有很多特性，最重要的是波長，波傳播時，上下振動，波峰之間有間隔，振動之間有時間間隔，其次是光的另一個屬性“波的疊加”，這是指波的振動效果的疊加，也就是同一時刻兩個波的振動效果相加，如果將兩個波形排成一排，波峰都在同一位置，疊加的結果形成一個更大的波峰，如果波浪排成一條直線，一個波峰對應一個波谷，那麼這兩個波峰疊加後，振動效果就會相互抵消，而且，如果兩列波長不同的波相互疊加，這樣的疊加出來的波峰幅度會很大，這就是波的疊加原理。

當一列波以不同於另一列波的速度傳播時，結果是形成一列不同的波，波的傳播速度也不同於前兩列波，如果將速度不同的波疊加，得到的波傳播速度不同。

光是一種“電場波”，它有自己振動的波長和頻率，光的波長取決於光的顏色，藍光約為400納米，紅光約為700納米。玻璃中有大量被電子包圍的原子，電子帶有電荷，並且電荷會受到來自光產生振盪電場的電場力，受到力後的電子，會發生移動，但是移動電荷也會建立自己的振盪電場，光的振盪電場使電子移動，從而產生第二個振盪電場。而且，如有兩個振盪電場，那就是兩列振盪波，它們也會發生波的疊加，最終效果是兩列波合併形成一列新的振盪電場波。

光波的傳播速度比真空中的光慢（受到了電荷形成的振盪電場波的影響），在光線進入玻璃之前，光以真空中的光速傳播，當它穿過玻璃時，光會使電子移動併產生第二列波，這列波會與光發生疊加，光依然在真空中的光速傳播，但是有電子形成的電場波以不同的速度傳播，疊加後的波的傳播速度就要比真空中的光速慢，然後，當光離開玻璃時，周圍沒有電子產生的電場波疊加到光波上，所以光又以真空中的光速前進了。