質問: 光と電波。x線などは同じ速度ですか? 光の速度は一定だと習いました。 ところで電波と呼ばれているものも光の一種でしょうか? x線とか、ニュートリノも同じ速度でしょうか? 光の定義を教えてください。 また光といっても七色あり、波長が違います。 それぞれの波長の光でも速度が一定というのも納得しにくいところです。 また光ファイバーでは、硝子の中を光が通過するわけですが、ここでも速度は一定なのでしょうか? 光の速度をコントロールすることはできませんか? 速くするのは無理としても遅くするのは可能ではありませんか?
回答: >光の定義を教えてください。 光は狭い意味では可視光です。広い意味では電磁波すべてを含みます。電磁波というのは電場と磁場の変動が波となって空間を伝わっていく現象です。波ですから当然、波長があり、波長が長い方から電波、赤外線、可視光、紫外線、x線、ガンマ線となります。(正確にはx線とガンマ線の区別は波長ではありませんが)。 >ところで電波と呼ばれているものも光の一種でしょうか? 光を広い意味で言った場合には当然光の一種です。また、全て電磁波ですからx線であろうとガンマ線であろうと電波であろうと速度は同じです。 >ニュートリノも同じ速度でしょうか? ニュートリノは質量をもっていると予想されています。ですのでニュートリノの速度は光速度に近いスピードですが、光よりも遅いです。質量をもっている物質は光速度になることはできません。これは特殊相対論により厳密に証明されています。 >それぞれの波長の光でも速度が一定というのも納得しにくいところです。 たしかにどんな波長であっても速度が一定というのは納得しにくいかもしれませんが、そんな七色というレベルではなく、電波からガンマ線にいたるまで光速度は一定です。これはマクスウェルの方程式により厳密に証明されています。また、様々な観測によっても厳密に証明されています。 >光ファイバーでは、硝子の中を光が通過するわけですが、 >ここでも速度は一定なのでしょうか? 速度は一定ですよ。そうでなければ光通信など危なくってできません。ただし真空中の光速度に比較して媒質中を通過するときは光は遅くなります。 >光の速度をコントロールすることはできませんか? 真空中の光速度をコントロールすることはできません。エネルギーをなんらかの方法で低くさせれば可能なように思いますよね。でもそうすれば波長が長くなるだけなんですよ。いわゆる赤方変位です。 光量子を回路の中に一時とめておく発明がされたとのことですが、これは量子論的な効果であって通常でいう光の速さとはまったく異なります。