säteilynopeus

Säteilynopeus kuvaa sitä nopeutta, jolla sähkömagneettinen säteily etenee. Tyhjiössä se on vakio c, noin 299 792 458 metriä sekunnissa. Tämä nopeus on yksi fysiikan perusvakiosta ja erityisen suhteellisuuden teorian keskeinen: mikään ei voi kulkea tyhjiössä nopeammin kuin c, ja massiiviset hiukkaset voivat lähestyä sitä, mutta eivät saavuttaa sitä.

Kun säteily kulkee aineen läpi, sen etenemisnopeus on pienempi kuin tyhjiössä. Nopeus v on usein v = c/n, missä n on aineen taitekerroin. Taitekerroin ja nopeus voivat riippua aallonpituudesta, joten aineet ovat dispersiivisia. Eri aallonpituudet kulkevat eri nopeuksilla, mikä näkyy esimerkiksi valon spektrin hajaantumisessa.

Säteilyn nopeuden käsittelyssä käytetään usein käsitteitä vaihenopeus ja ryhmänopeus. Vaihenopeus kertoo yksittäisen aallon vaiheen etenemisestä, ryhmänopeus kuvaa energian ja signaalin kulkua. Dispersiossa näiden nopeuksien suhde voi vaihdella.

Relatiivisuusteoriassa valonnopeus on universaali nopeusrajoitus: mikään ei voi ylittää c:tä tyhjiössä. Tämä ominaisuus määrittää muun muassa aikajaksojen, massan ja energian välisiä suhteita sekä rajoittaa nopeutta viestinnässä ja kuljetuksissa.

Säteilynopeus on keskeinen käsite optiikassa, astrofysiikassa ja sähköisessä viestinnässä, ja sen ymmärtäminen on välttämätöntä sekä teoreettisessa että soveltavassa tutkimuksessa.