所谓相速度,指的是单一频率的波的传播速度,在正常色散的情况下它不可能超过c。但实际存在的波不是单频的,媒质对这个(或这些)波必然是色散的,那么,传播中的波由于各不同频率的成分运动快慢不一致,会出现扩散,但假若(注意这个假设)这个波是由一群频率差别不大的简谐波组成,这时在相当长的传播途程中总的波仍将维持为一个整体,以一个固定的速度运行。这个特殊的波群称为"波包",这个速度称为群速度。与相速度不同,群速度的值比波包的中心相速度要小,并且二者的差值同中心相速度随波长而变化的平均率成正比。按照色散理论,进入吸收带呈现反常色散,当光波频率大于某一个固有频率时,折射小于1,这时物质中光波的相速度可大于c!因为实际上任何信号在物质中的传播速度是由群速或是由信号速度决定的,而且信号的速度总不会大于c,所以相速度大于光速的情况并不违反相对论。所以会有多位读者给方舟子来函指出,根据物理学教科书,能超光速的应是相速度而非群速度。n(g)和我们通常所说的折射率意义不同,可以叫作群速折射率。在非常强的反常色散的情况下,(dn/dω)为负值,n(g)也会小于1(群速度大于c),甚至n(g)小于0,群速度是负的!王利军的实验实际就是观察到了负的群速度这一实验事实,表面看起来是"超光速"。当然,这时群速度(是负的)已经不代表信号的速度了。
零折射材料是存在于自然界的。我们知道,金在低频段是不透明的,这是因为它的介电常数小于0,但是如果在很高的频段,比如紫外频段,它是透明的,那么它的介电常数是大于0的。所以,我们有理由相信,在某个频段,它的介电常数是为0的,也就是零折射率材料。实际上,在微波频段也存在零折射率材料。比如矩形波导,它存在一个截止频率,如果用超材料的角度出发,截止频率以下为介电常数小于0,截止频率以上为介电常数大于0,截止频率点就是介电常数等于0.比如微波率的防辐射金属网格,每个网格就类似矩形波导,所以它也有截止频率。在低频率段,金属网格可以认为介电常数小于0,类似于金在低频率段的特性,所以可以阻止电磁波辐射出来。但是当频率较高时,金属网格对于电磁波来说就是透明的了。总的来说,零折射率材料是广泛存在于自然界的,并且可以用人工材料实现的
先来看下光的折射率公式 n =c /v ,n就是介质的折射率,c 是真空中的光速,v是光进入介质时的速度。根据公式,光在介质里的速度v 也可以用c 除以折射率n 算出来,一般情况光在介质中的速度v肯定是小于真空光速c的,所以根据公式折射率必定大于1。如果小于1的话,那就麻烦了,真空光速除以一个小数,得到的介质光速要比真空光速还快了!超光速的只是光的相速度,群速度和能量传递速度依然是低于真空光速的。
在统一场理化中,关于光的结构,运动,以及各组成粒子的特性,存在,变化原理,都有明确的说明。






