光在水中為什麼會變慢？實際上，光在任何透明介質中都會變慢，這些介質除了水之外，還有玻璃、塑料和空氣等等。上過上過物理課的我們都知道材料的折射率，它是用來描述光在這種材料中減速程度的術語，這種減速是物體在水中看起來彎折的原因。折射率用n表示，是一個總是大于1的數。材料中的光速就是真空光速除以折射率，下面這張圖片顯示了常見材料的折射率和光速。

假設有一塊玻璃，它的折射率是1.5，這意味着光在玻璃中的傳播速度僅為2/3C。如果我們向玻璃發射激光，則激光首先以速度C傳播直到撞到玻璃表面。當它進入玻璃的時候，光的傳播速度會減慢成原來的2/3，并且會改變方向。一旦光線到達玻璃的另一側，它就會從玻璃中射出并再次改變方向，繼續以光速C傳播。此外，出射光将與入射光平行，但路徑稍微向左偏了一點。現在的問題是，光為什麼在進入玻璃之後會減慢？為何離開後又開始加速？

我們可以在互聯網上找到兩種非常常見的解釋，但它們是完全錯誤的。

第一種解釋雖然是錯誤的，但是它确實有道理，它是關于光穿過玻璃時被粒子散射的想法。當光擊中玻璃中的一個粒子時，它會被散射成另外一個角度，從而繼續撞擊另一個粒子，并繼續散射成不同角度。光在粒子之間總是以光速C傳播，但是當光穿過玻璃時，這個過程一次又一次地發生，此時光所經過的路徑就會比直線傳播時更長，而在宏觀上我們将看到它通過直線距離需要更長的時間，也就是光會表現得更慢。

那麼我們怎麼知道它是錯的呢？散射并不是一個精确的過程，光可以從許多方向散射。它可能會有一個更嚴重的散射，産生一個比實際更長的傳播路徑，因此在這種情況下，玻璃中的光速會比實際慢得多。此外，無法保證光最終會與入射方向平行射出，也就是說就不能遵循我們所觀察到路徑。相反，它們會以不同的速度和不同的角度從玻璃中射出。

第二種解釋是，光在原子之間仍然以光速C傳播，然而光被原子吸收和重新發射需要耗費時間，這有效地使光看起來變得更慢。這個想法非常聰明，但它仍然是錯誤的。問題出現在，當一個光子被原子所吸收時，該原子并不會記得原來光子的入射方向，因此當它重新發射光子時，它可以向四面八方發射。最後，光通過玻璃的通道看起來是模糊一片的。

以上兩個想法都不能很好地解釋光變慢的原因，因為它們都把光當成粒子來看待。然而，如果我們用光波的想法，就能更好地說明光在材料中變慢的原因。

波有許多屬性，其中最重要的一個屬性是波長，第二個重要的屬性是所謂的疊加。如果兩個相同的波排成一列，使波峰波谷在同一位置，則兩個波疊加起來的結果是一個更高波峰的波。如果是波峰對着波谷，那麼疊加之後波就消失了。如果兩個波的波長不一緻，疊加起來可能會出現一些不同的形狀。

現在，如果一個波靜止，另一個波相對于它移動時，那麼它們疊加之後的波也會進行移動，但移動的速度變慢了。這一點是我們解釋光變慢的重要概念，可以通過數學計算進行證明。

光是一種電磁波，當它通過玻璃時，玻璃中的電子會感受到電磁波的振蕩，也跟着産生微小的振蕩，從而産生也建立了自己的振蕩的電場。簡單來說，光的振蕩電場使電子運動，從而産生第二個振蕩電場。兩個振蕩電場就是兩個振蕩波，最終結果是這兩個波疊加形成一個波，根據上述的重要概念，新和成的電磁波的移動速度要比光速C更慢。當光射出玻璃之後，由于沒有了電子産生的電場的疊加，光又開始恢複了以往的速度。

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