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1. 引言 光是人类赖以生存的必要条件之一，从人类进人文明时代以来就开始了对光的研究。 1975年国际计量大会认可了真空中的光速，这大大促进了基础科学的发展。人们在测量真空中的光速及认识光的本质的同时，也在研究光在介质中的传播特性以及光与物质相互作用的本质[1]。光在介质中的传输速度与介质的色散(折射率)有关，而色散又与光波的频率有关。由于实际上严格静止的介质是不存在的，所以我们对运动介质中的光速的准确研究及测量成为现实和理论上的必要。近年来，控制光波在介质中传输的速度已经成为光学领域的一个研究热点，而且已取得了不少的突破：分别实现了光速的各种变化，甚至使光速为零[2]。 内容来自论文无忧网 www.paper51.com 陈凯，吴令安，史砚华对关于色散介质中的光速问题作了细致研究，提出一个现实的物理模型，对光脉冲在色散介质中的传播进行分析，认为在实际的情况下，在某初始时刻光脉冲的各个单色模式被“打开”或“释放”，然后以各自的相速度向前传播。经计算我们得到物理上自洽的结论：“超光速”现象实为光波的相干叠加效应；对正常色散介质，脉冲以小于 c 的相速度传播，不违背相对论；光脉冲峰的速度可大于 c 甚至小于0，但是整体的光脉冲不能超过其单色模式的最快相速度；信息传递（有限脉冲的发送）受限于色散介质中的最大相速度，而信息传递的速度上限为相速度，不是群速度；真空中光速并不是狭义相对论中的“magic number”，在不同介质中，光速具有不同的值[3]。蔡秀峰、蔡德发主要研究了关于CG--Ⅲ型光速测定仪的测量方法进行了改进，并通过实际测量的结果，表明在改进后光速测量结果的精确度确实有了很大提高。这是一个理论和技术的进步[4]。范保华、掌蕴东、袁萍的关于(哈尔滨工业大学光电子技术研究所)光速减慢的物理基础及实现方法的研究，他们首先介绍了光速减慢的物理理论基础与实现方法以及国内外光速减慢研究的进展概况。主要阐述了均匀加宽介质中的光谱烧孔理论以及借助光谱烧孔技术在红宝石晶体中实现光速减慢的实验[2]。最后，就极慢光速研究的前景及研究意义进行了讨论。陆志强在运动介质中的传播速度作了较详尽的讨论，由于讨论是基于相对论速度展开的，故所得结论是严谨的、准确的[5]。考虑到在许多情况下传播光的介质相对于观察者是运动的，所以该文的讨论不仅具有一定的理论意义，而且具有重要的实际意义。马银峰的关于运动介质中电磁波的能流密度的论文中利用电磁场变换，讨论了运动介质中一列平面单色电磁波的能流密度，给出超光速情形下电磁波及介质的性质。结果表明，随着介质运动速度的增加，电磁波能流密度方向可发生突变[6]。 paper51.com 本文根据相对论速度变换公式对光在匀速运动介质中的两种情况作了一个简单的推导，并通过实验进行验证和定性分析。 内容来自www.paper51.com
本文包括四部分内容：第一部分是匀速运动介质中的光速的推导；第二部分是运动的水中的光速研究的实验设计及定性测量；第三部分是对实验进行的讨论；第四部分是对实验结果和理论的总结。 paper51.com |