Чем различаются фазовая и групповая скорости? Какова физика распространения света в веществе? Где находят применение материалы с отрицательным показателем преломления? Об этом рассказывает доктор физико-математических наук Виктор Веселаго.

С какой скоростью распространяется энергия в веществе? Обычно говорят, что излучение распространяется в веществе со скоростью в n раз меньше, где n — коэффициент преломления вещества. Коэффициент преломления n — это отношение скорости света к скорости распространения излучения в веществе. Но обычно не уточняется, что именно распространяется. Распространение энергии и распространение импульса происходит по различным законам. Энергия распространяется со скоростью, которая называется «групповая скорость», которая не может быть больше скорости света. Эйнштейн сформулировал, что самая большая скорость излучения — это скорость света с (300 000 км/с). А импульс распространяется с фазовой скоростью, и она может быть сколь угодно больше скорости света. Какая скорость входит в соотношение E=mc2 — фазовая или групповая? Оказывается, что здесь величину с2 нужно заменить на произведение фазовой скорости на групповую.

Рекомендуем по этой теме:
3357
Экстремальные световые поля
При отрицательном преломлении свет притягивает объект к излучателю. То, что внутри вещества возможно такое явление, было чем-то новым, что было впервые указано в моих статьях в 1967 году. Оказывается, что материалы, обладающие отрицательным преломлением, описываются отрицательным коэффициентом преломления n (отношение скорости света в пустоте к скорости света в веществе). Если излучатель освещает приемник внутри такого вещества, приемник притягивается к излучателю с отрицательной скоростью. Положительная скорость — это от излучателя к приемнику, а наоборот — отрицательная. Классический школьный опыт: вы берете воду, пускаете луч света, и он преломляется и внутри воды идет уже не под тем углом, под которым он идет на поверхности. Если вместо воды использовать вещество с отрицательным преломлением, то он отклоняется, например, не налево, а направо.

Комбинируя вещества с отрицательным и положительным преломлением, можно организовать прохождение луча света через набор материальных сред по определенному закону. То есть он может как-то поворачиваться, извиваться. Обычно к этому привязывают еще эффект шапки-невидимки. Уже имеются эксперименты о том, что имеется некий объект, который нужно сделать невидимым. Свет проходит вокруг объекта, и наблюдателю кажется, что объекта нет, хотя на самом деле он есть. Но до практического применения еще далеко. Кроме того, явления, связанные с отрицательным преломлением, наблюдаются не только в области электромагнитного излучения, но и в акустике, в распространении разного рода колебаний.