Простая интерпретация формулы
для скорости света показывает, что
свет в таком случае распространя-
ется в обратном направлении.
В более полном ответе учитыва-
ется, что волна имеет две скорости:
фазовую и групповую. Чтобы понять
их смысл, представьте себе импульс
света, движущийся в среде. Он будет
выглядеть примерно так: амплиту-
да волны возрастает до максиму-
ма в центре импульса, а затем сно-
ва спадает (рис. на стр. 17). Фазовая
скорость ? это скорость отдельных
всплесков, а групповая скорость ?
это скорость, с которой движется
огибающая импульса. Они не обяза-
тельно должны быть одинаковыми.
Веселаго обнаружил, что в мате-
риале с отрицательным показате-
лем преломления групповая и фа-
зовая скорости имеют противопо-
ложные направления: отдельные
максимумы и минимумы движутся
назад, тогда как весь импульс пере-
мещается вперед. Интересно рассмо-
треть, как будет себя вести непре-
рывный пучок света от источника
(например, прожектора), погружен-
ного в материал с отрицательным
показателем преломления. Если бы
можно было наблюдать отдельные
колебания световой волны, то мы
бы увидели, что они появляются на
объекте, освещенном лучом, дви-
жутся назад и, в конечном счете, ис-
чезают в прожекторе. Однако энер-
гия светового пучка движется впе-
ред, удаляясь от источника света.
Именно в этом направлении факти-
чески распространяется луч, несмо-
тря на удивительное обратное Дви-
жение его отдельных колебаний.
Практически наблюдать отдель-
ные колебания световой волны
трудно, а форма импульса может
быть очень сложной, так что физи-
ки, чтобы показать различие меж-
ду фазовой и групповой скоростя-
ми, часто используют хитрый трюк.
Когда две волны с немного разными
длинами движутся в одном направ-
лении, они интерферируют, и воз-
никает картина биений, максиму-
мы которых перемещаются с груп-
повой скоростью.
В 2002 г., применив этот прием
к эксперименту UCSD по преломле-
нию, Прашант Валанжа (Prashant
М. Valanju) и его коллеги из Техас-
ского университета в Остине наблю-
дали нечто любопытное. Преломля-
ясь на границе сред с отрицатель-
ным и положительным показателем
преломления, две волны с разны-
ми длинами отклонялись на немно-
го разные углы. Картина биений по-
лучалась не такой, как следовало бы
для лучей при отрицательном пре-
ломлении, а такой, какой она долж-
на быть при положительном прелом-
лении. Сопоставляя картину биений
с групповой скоростью, исследова-
тели из Техаса заключили, что лю-
бая физически осуществимая волна
