Question

光需要介质传播吗

Answer 1

现今的教科书中讲，光传播不需要传播介质，其实这种说法是没有道理的。这里通过波的形成与传播机制，来探讨一下光的传播介质。
波的形成需要两个基本条件：波源和介质。波源是产生振动的物体，而介质则是振动能量传播所需的物质，这两个条件缺一不可。没有波源就无法产生振动，而没有介质则无法传播振动。
而介质的震动，只是在一平衡点进行，介质并不会随波移动，所以必须有连续的传播介质，波才可以传播下去。根据波的这个传播特点，可归纳出确定波传播介质的方法，即：波传播时，在传播地点做有序震动的物质，就是波的传播介质。那么光传播时，是那种物质在做有序振动呢？是电磁场。因为光传播时，光波中电磁场的强度，进行着周期性的大小变换。电磁场强度的这种大小变换，实际就是电磁场在振动，变换中的电磁场的最大强度，正是电磁波的振幅。所以说，电磁场就是电磁波的传播介质。由于磁场是电场的另一种表现形式，即可认为：光的传播介质是电场。

Answer 2

光传播不需要介质。但是光传播中经过的“介质”会对光的传播产生影响。通过不透明物质时，大量光被吸收、反射，从而使得投射过的光强度很小，就“无法透过”了。

光是直线传播的，但当光遇到另一介质（均匀介质）时方向会发生改变，改变后依然沿直线传播。而在非均匀介质中，光一般是按曲线传播的。

以上光的传播路径都可以通过费马原理来确定。光是沿前后左右上下各个方向传播的，光的亮度越亮，越不明显看出，当光亮度较暗时，由发光体到照明参照物的光会扩大，距离越远，扩散的越大，由最初的形状扩散到消失为止，而当发光体离照明参照物零距离时，光的形状是发光体真正的形状大小，所以光传播的方向与光的亮度、光与照明参照物的距离有关。

传播途中每一点都是一个次波点源，发射的是球面波，对光源面发出的所有球面波积分，当光源面远大于波长时结果近似为等面积、同方向的柱体，即表现为直线传播，实际上也有发散。