Světlo je elektromagnetické vlnění. Rychlost světla závisí na elektrických a magnetických vlastnostech prostředí, kterým se světlo šíří. Tyto vlastnosti popisují konstanty permitivita a permeabilita. Pro rychlost světla ve vakuu platí .
Zkuste vypočítat rychlost světla ve vzduchu a ve vodě.
Řešení:
ε0 = 8,85 ∙ 10 -12 C2N -1m -2, μ0 = 4π ∙ 10 -7 Hm -1, v1 = ? m ∙ s -1, v2 = ? m ∙ s -1
Nejdříve ověříme vztah pro vakuum
Pro jiné prostředí by měl platit podobný vztah ve tvaru
kde εr a μr je relativní permitivita a permeabilita prostředí. Pro vzduch platí
což je přibližně stejná hodnota jako ve vakuu. Nyní vypočítáme rychlost ve vodě
Pro vodu jsme nedostali odpovídající výsledek. Ze známého indexu lomu pro vodu vychází rychlost světla
Odpověď:
Rychlost světla ve vzduchu je přibližně 3 ∙ 108 m ∙ s -1 a ve vodě 2,25 ∙ 108 m ∙ s -1.
Poznámka:
Použitý vzorec platí přibližně pouze pro plyny. Pro ostatní látky jej nelze použít. Rozdíl v rychlostech je způsoben velmi vysokou frekvencí světla. Při menších frekvencích by vzorec platil s větší přesností. Jev závislosti rychlosti na frekvenci se nazývá disperze.