¿Cambia la velocidad de la luz cuando pasa a través de un medio como el agua o el aire? He leído dos teorías. La velocidad de la luz disminuye y la velocidad es constante, pero parece disminuir a medida que las moléculas del medio hacen rebotar los fotones.

En las clases de física de la escuela secundaria, enseño que las ondas de luz se mueven a una velocidad universalmente constante mientras la onda está en el vacío, pero que cuando la luz encuentra un medio diferente, los fotones tienen que rebotar y moverse alrededor de las moléculas de ese medio y eso cambia tanto la velocidad general de la ola como su dirección (refracción). Sin embargo, los fotones siempre se mueven a la velocidad de la luz, es la onda la que se ralentiza. Imagine esto como las partículas de la onda de luz que toman una ruta más larga, mientras la onda continúa en línea recta, aunque ligeramente alterada debido a la refracción.

Como con la mayoría de mis explicaciones a un público de secundaria, este modelo no es exactamente correcto desde el punto de vista de un físico, pero creo que es adecuado para la primera comprensión de la velocidad de la luz. Siempre abogo por modelos comprensibles para comenzar; hay tiempo de sobra para refinar los modelos para aquellos que se dedican a la física y la ingeniería como carreras.

La velocidad de la luz parece reducirse cuando pasa a través de cualquier medio en lugar del vacío, pero la velocidad de un fotón siempre es constante.

Por ejemplo, un fotón de luz que emerge del núcleo del sol a veces tarda millones de años en llegar a la superficie del sol. Una vez que llega a la superficie, solo toma 8 minutos llegar a la tierra.

Esto se debe a que la densidad del núcleo del sol es tan alta que el fotón se refleja / absorbe y se envía varias veces antes de llegar a la superficie. Algo como esto

La velocidad de la luz disminuye.
La radiación de Cherenkov es ese resplandor azulado que puedes ver en un poco de agua de enfriamiento en reactores nucleares

es porque hay partículas que se mueven más rápido que la velocidad de la luz en ese medio.

Radiación de Cherenkov – Wikipedia

La respuesta simple es: la velocidad de la luz en el vacío es constante, pero la velocidad de la luz disminuirá si se cambia el medio. Mientras estamos hablando de un medio específico, la velocidad de la luz en ese medio es constante (sin embargo, la velocidad puede ser diferente en otros medios y nada va más rápido que la velocidad de la luz en el vacío).

La teoría de la relatividad de Einstein habla sobre la validación de la ley de movimiento de Newton para cualquiera de los dos marcos de referencia que no se acrecientan, por lo que cuando vaya a la parte matemática encontrará que la velocidad de la luz es una constante en el espacio libre y no toma el aspecto de viajar de la luz en un medio.

Ahora, si considera el caso del desplazamiento de la luz en un medio cuando la luz se propaga a través del medio, la luz interactúa con los átomos, lo que crea un obstáculo para el movimiento de la luz, por lo que en un medio la velocidad de la luz es menor en un factor de 1 / n donde ‘n’ es el índice de refracción del medio y para el espacio libre n es igual a 1. Y para cualquier otro medio, el valor del índice de refracción siempre es mayor que 1.

Cuando la luz entra en un medio más denso (como del aire al vidrio), la velocidad y la longitud de onda de la onda de luz disminuyen mientras la frecuencia permanece igual. Aunque la velocidad de la luz ya no es constante cuando pensamos en diferentes medios , sabemos que la luz siempre viaja más rápido en el vacío.

Sí, la velocidad de la luz es diferente en diferentes medios debido al fenómeno de la refracción. Su valor es más alto en vacío y disminuye en todos los medios materiales.

la velocidad disminuye según la ley de snell:

c1 / c2 = n2 / n1

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