媒质中的光速比真空中的光速小，粒子在媒质中的传播速度可能超过媒质中的光速，在这种情况下会发生辐射（切伦科夫辐射），称为切仑科夫效应（Cherenkov effect）。

虽然根据狭义相对论，具有静质量的物体运动速度不可能超过真空中的光速c，但光在介质中的传播速度（相速度）是小于c的，例如在水中（折射率n≈1.33）光仅以0.75c的相速度在传播，故物体可以被加速到超过介电质中的光相速，加速的来源可以是核反应或者是粒子加速器。当带电粒子以超过介质中的光速穿过介质时，会发出切连科夫辐射。

此外，粒子要超过的光速是光的相速度而非群速度。透过采用周期性介质的方法，光的相速度可以大幅改变，甚至可以让切伦科夫辐射没有最小粒子速度的限制——此现象称为史密斯-柏塞尔效应。在更复杂的周期性介质中，例如光子晶体，可以得到各式各样的切伦科夫效应，例如反向传播的辐射（在寻常切伦科夫辐射中，辐射和粒子速度呈一锐角）。

当一个带电的超光速粒子行经绝缘体，就会产生光子震波。

图1中，c是真空光速，n是介质的折射率，v是粒子速度（红色箭头），β是v/c。蓝色箭头则是发出的辉光。几何上，此二方向之角度关系为：

切伦科夫效应在高能物理中用以侦察带电粒子并测量它们的速度等方面均有广泛的用途。根据切伦科夫效应的原理设计的切伦科夫探测器，就是其应用的一例。这种仪器可用于确定高速带电亚原子粒子（如质子）的存在及其能量，在某些情况下还可以用于识别不同质量的带电粒子。1955年发现反质子时，就是靠了这种仪器的帮助。另外，根据切伦科夫效应的原理还可以制成宇宙射线计数器。

切伦科夫教授由于发现和解释了切伦科夫效应，于1958年与苏联物理学家塔姆（I. Y. Tamm)、伊利亚·弗兰克（I. M. Frank）分享诺贝尔物理学奖金。1946年，他以发明高速带电粒子的探测方法获得斯大杯奖金。他述三次荣获苏联国家奖金，两次获得列宁勋章，两次获得劳动红旗勋章，还获得其他各种纪念品。1964年至1970年，切伦科夫任苏联科学院通讯院士，1970年以后升为苏联科学院院士。