不同频率的光进入介质中时,哪种频率的光速度最慢且随着介质密度的增大首先被反射出来?
根据光速不变原理,频率高的光如偏兰的光具有较高的能量,在介质中的速度比偏红的光更小(因为其折射率更大)。从这个意义上来说,随着介质密度的增大,兰光会首先降速为零进而反射出来。不过由此会产生一个疑问,即频率高的光应该更具有穿透力如拍x光片。产生此疑问的根源在于,假定真空中光速相对于光的频率具有绝对的不变性,即在真空中不同频率的速度差为零。由于频率高的光在介质中降速大,在真空中不同频率的光速相同,则要求在介质中频率高的光速低于频率低的光速,从而导致频率高的光穿透力低的错误结论。这说明光速相对于不同能量的光具有绝对的不变性,是错的。应该更正为,光速相对于不同能量的光只具有相对的不变性,即对于不同频率的光,它们的速度差与速度之比近似为零。换言之,能量高的光速总大于能量低的光速,只是两者的速度差远小于它们的速度,从而表现出光速不变。这样就可以保证,既便是在介质中,能量高的光速也还是大于能量低的光速,只是随着介质密度的增大,不同频率的光的速度差连同它们的速度一起趋进于零,几乎同时被反射出来,所以反射光仍然是白光。反之,如果介质的密度越来越小甚至连真空都不存在的话,就回到了经典力学乎略空间效应的极限情况,只存在动能。此时,由于能量完全以动能的形式表现,不同能量的光速差最大。