Групповая и фазовая скорости света, теория относительности и т.д.

Мы знаем, что скорость некоторой частицы – это число, которое основано на довольно простом и однозначном понятии, однако скорость света (как волновое явление) является намного более сложным вопросом. Есть различные виды скоростей, которые отличаются концептуально, и может (в частности при распространении света в среде), принимать различные значения:

 Фазовая скорость - скорость, с которой распространяется фазовый фронт.

 Групповая скорость определяется скоростью, с которой распространяются максимумы интенсивности (пики импульса, например).

В среде с нормальной дисперсией волновые фронты с более высокой частотой распространяются более медленно.

 В некоторых ситуациях, которые зачастую связаны с поглощением или резонансным усилением, фазовая скорость или даже групповая скорость света может превышать вакуумную скорость света (сверхсветовая передача, «быстрый свет»). Есть и другие ситуации, в которых групповая скорость света, по крайней мере в узкой спектральной области, снижается («медленный свет»). Огромные сокращения скорости может наблюдаться и для узкополосных резонансов, как происходит, например, в ультрахолодных газах.

 Вакуумная скорость света играет очень важную роль в фундаментальной физике. Один из краеугольных камней теории относительности Эйнштейна является то, что вакууме скорость света постоянна, т. е. она одинакова во всех инерциальных системах и не зависят от направления распространения. Другими словами, не существует понятия «эфира», определяющего единую систему, где свет имеет свои "неизменные" скорости. Это предположение Эйнштейна имеет очень далеко идущие выводы о природе пространства и времени. Примерами является экспериментально подтвержденный эффект замедления времени, сокращении длины движущихся объектов, а также в невозможности, для любой объектов с ненулевой массой, достижения или превышения вакуумной скорости света. Центральную роль света в теории электромагнетизма указывает то, что свет  тесно связан с природой пространства-времени, хотя это соотношение еще не совсем понятно.