光速疑惑

光在不同介质中传播的速度是不同的。但当光从另一种介质返回原介质时其速度又还原了，应该怎样解释？

这要由狭义相对论解释。

由麦克斯韦方程组很容易能推出来。---麦克斯韦方程组是实验定律

真正的光速当然是指真空中的光速，它是常数。
介质中的光速我认为是等效光速，即光入射到介质的某一部分后，与介质中的电子作用，光子被吸收，电子能量增加，但此时的电子不稳定，又发射光子降低能量，如此“磕磕绊绊”，光到达介质的另一处时所花的时间当然比真空中多了。
单个电子吸收光子又发射光子，这会导致光在介质内可能是弥散的，所幸自然界有其法则：光子往哪儿跑由波函数决定，虽然被电子发射的单个光子可往任一方向跑，但大量光子的波函数的叠加，最后让我们看到的是光的反射、折射等现实世界中发生的现象。
麦克斯韦方程组是经典电磁学的内容，是对宏观电磁现象的描述。是我上面用量子电动力学观点描述的大量光子、电子行为的叠加或宏观平均。

蚂蚱朋友：你好很高兴又看到了你的回帖。你说得很道理。我知道光在介质中传播的过程中与介质相互作用影响了光的正常运动，所以在光密介质中运动速度变慢。但我不理解的是，相反的过程（由光密介质进入蔬介质时）速度变快，应该怎样理解？
谢谢1
联系方式 jhwncspring@yahoo.com.cn

介质中，光子被电子发射到被下一个电子吸收，也是光速前进的（暂且这么理解，实际上，对微观粒子不能用“运动轨迹”的概念，它是“测不准”的）。而且电子发射光子后，电子和光子都不知道这个光子是否会被再次吸收，如果它踏上的是被反射或穿过介质后的旅程，它又一直以光速前进了。
入射光子和被电子发射的光子并不是“同一个”光子（这里又一次借用宏观概念），但对微观粒子而言，你无法区分这两个光子有什么不同（除了被发射的光子时间上滞后一点），所以你看到“同一个光子在介质中以教慢的速率运动”这样的现象。

蚂蚱朋友你好，你解释的很有道理，从光子与电子相互作用角度考虑应该是这样的。但是它还是不能解释，光从光密介质进入光蔬介质速度是如何变快的。其实我认为应该是这样的：光在任何介质中的传播速度都是一样的，都等于光在真空中的传播速度，只是在进入密度不同的介质时其传播方向要发生变化，这样光在原来方向上的投影就小于光的实际传播速度，因此 我们就说光的传播速度小了。方向变化的大小与传播介质密度有关，介质密度越大光线的偏转角就越大，其在原方向上的速度投影就越小。因此当光返回原介质时这个偏转角度又没了，光又沿原来方向运动了。这是我的理解，不妥之处望指教。

我想我前面已经讲得够清楚的了。
不同介质的物质结构不同，与光子发生作用的电子的多少、空间分布也不同，所以光在其中的速率也就不同，不管进入某介质的光先前在什么媒质中传播，该介质中的光速总是这个数值。这样当光从光密介质进入光蔬介质时速度当然“变”快了（其实不是变快了，是光蔬介质中的光速本来就比光密介质中的快）。
经典电动力学中关于物质的介电常数、导磁率等参数是物质结构（与光子发生作用的电子的多少、空间分布等）的宏观表现。
传播方向的变化（反射、折射现象）前面已经说了，是大量光子的波函数的叠加后，这两个方向上波函数模的平方有极大值。同样由于不同介质的物质结构不同，导致折射率的不同，折射率也是物质结构的宏观表现。

支持这样的探讨和交流，希望论坛上出现更多这样的帖子。

蚂蚱同志：你的解释和你的光电理论，应该说是非常清楚了。但我认为那只是宏观经典理论上的解释：密度大光通过时阻力大，光速就慢了。但是我认为在微观世界里这种解释不太合理，在宏观世界里物质的主要属性是波动性（连续的）。在微观世界里，物质的主要属性则是粒子性（不连续的），特别是光子与电子相互作用的时候更是粒子性的行为。一个光子被电子返射了它就不可能同时还被吸收或者折射、透射等。因此，通过介质的光一定是没有和电子发生任何作用，反之与电子发生相互作用的光一定不会再沿原方向运动。因此用微观量子理论解释的结论只能是光通过密度不同介质时只能是光的强度发生变化，而不应该影响到兴的速度。不知这是否属于钻牛角尖。

让我明白了不少，谢谢

wncspring:光“透过”介质时，无一例外地要与电子作用，不是什么部分反射、吸收，“透过”是吸收后再发射的过程（前面说了，由于波函数叠加后，再发射的光子在均匀介质内沿原方向继续前进，在介质表面则按反射定律、折射定律规定的方向前进）。你自己也说了，微观世界是量子世界，那你也知道光子（或电子）的行为由波函数描述，介质内部的物质分布导致它们波函数不同于真空。而不是介质象筛子一样让部分光子透过，挡住另一部分。
波函数分布的范围比光子或电子本身的几何尺寸大得多，所以介质中的光子无一例外地要与电子作用。这一点从隧道效应、固体能带结构的形成等方面可以得到佐证。