Si la velocidad de la luz es constante, ¿por qué la luz cambia de dirección cuando se cambian los medios?

La luz se ralentiza según el medio por el que fluye. La velocidad de la luz es más rápida en el vacío, donde no hay nada que la frene. Esta es la constante más mencionada. Sin embargo, si intenta proyectar un poco de luz a través de la miel o un fluido súper viscoso, se ralentizará porque hay muchas moléculas en la forma en que la luz debe pasar, haciendo que el haz sea más difícil de atravesar. Al impactar la superficie, la luz se refracta y se dobla porque está entrando en un nuevo medio. Eventualmente verás un cambio drástico.

No es exactamente una paradoja. Es más como si la velocidad fuera constante en el vacío y el material en el que se suelta permite una velocidad máxima de un cierto porcentaje de esa velocidad de la luz. Por ejemplo, la constante de velocidad es ‘c’ (~ 3 × 10 ^ 8m / s) en el vacío. Digamos que la velocidad máxima de la luz en un pegamento transparente es solo 0.8c. Esto significa que al impactar la superficie, el haz de luz se ralentiza en un 20% de la velocidad de la luz, lo cual es un cambio sustancial. No sé mucho de las matemáticas de la parte superior de mi cabeza porque ha pasado mucho tiempo desde que tomé la física moderna (pero soy ingeniero mecánico).

La clave para saber es que solo es constante cuando está en el vacío. La luz que llega a la atmósfera de la Tierra desde el sol se ralentiza un poco debido a todas las moléculas. No es una desaceleración loca, pero está ahí. Por lo general, los haces de luz son más rápidos que las partículas con las que corre, independientemente del fluido que atraviesa. Sin embargo, creo que los científicos corrieron un neutrino con un haz de luz en el agua y el neutrino tuvo un aumento en la velocidad, pero el haz de luz tuvo una disminución. Los medios de viaje significan mucho.

Espero que esto ayude.

Para una explicación simplificada: imagina que la luz rebota por todo el lugar cuando entra en un medio. Sigue avanzando y siempre está a la misma velocidad, pero está “rebotando”, por lo que obtienes una “velocidad efectiva”.

Tal vez un poco más preciso: la luz golpea un electrón, que lo saca del átomo. El electrón está temporalmente en un estado de mayor energía, pero vuelve a caer a su estado original, reemitiendo luz en la misma dirección. Sin embargo, algo de tiempo para que la luz se “perdiera” mientras estaba “sentada allí” como un electrón. Por lo tanto, a pesar de que la luz siempre se mueve a la misma velocidad, hay un período de tiempo durante el cual no es luz y, por lo tanto, si medimos cuándo recibimos un pulso de luz cuando lo enviamos, será más lento.

Ninguno de esos es realmente lo que sucede, per se, pero es una imagen lo suficientemente cercana como para tener una idea vaga. Una explicación completa de lo que le sucede a la luz en un medio es complicada, por decir lo menos (requiere que la teoría de campo cuántico sea realmente exhaustiva), pero tal vez eso le dé una idea de lo que está sucediendo, al menos, una intuición general. en cuanto a cómo el medio puede darle una “velocidad” diferente a pesar de que la velocidad de la luz es teóricamente constante.

La velocidad de vacío de la luz es constante / invariable (es decir, igual para todos los observadores independientemente de su propio movimiento).

La velocidad de la luz en un medio es cualquier cosa menos.

No hay paradoja … las ecuaciones que gobiernan la propagación de la luz en un medio con el que interactúa la luz son bastante diferentes de las ecuaciones que describen ondas electromagnéticas libres en el vacío.

Antes de hablar sobre la velocidad de la luz, debo aclarar qué se entiende por “constante”.

Cuando hablamos de constantes en las ciencias físicas, no hablamos de una constante absoluta.

Por ejemplo, decimos que la resistividad de un material es constante, pero solo cuando estamos calculando la resistencia a una temperatura dada. Si la temperatura varía, la resistividad también varía.

Lo mismo se aplica a la velocidad de la luz también, la velocidad de la luz varía con el medio en el que viaja, y es cierto para cualquier onda electromagnética.

La constante ‘c’, como la conocemos popularmente, es una constante en el vacío, y cuando hablamos de cambiar el marco de referencias, nada va más rápido que eso, de ahí una ‘constante’. Pero si se habla de medio variable, la velocidad de la luz no es constante.

No hay paradoja como tal.

La luz puede disminuir en los medios, dependiendo de la densidad. Su velocidad máxima de 3.00 por 10 a la potencia 8, o 300,000,000m / s, está en el vacío, donde no hay medio, como en el espacio. En los últimos 10 años, la luz se redujo experimentalmente a un pequeño porcentaje de su velocidad máxima con éxito en el MIT. Es la velocidad de la luz en el vacío que es su velocidad máxima y el límite máximo de velocidad en la naturaleza, pero se reducirá cuando pase a través de medios, como vidrio, agua, otros líquidos y cualquier sustancia para el caso. El otro aspecto es la refracción de la luz, que también está relacionada con la diferencia en las densidades de los dos medios. A mayor diferencia en la densidad del primer al segundo medio, siendo el segundo medio más denso (digamos que la luz entra al agua desde el aire) mayor es la refracción, y eso se correlaciona con una mayor desaceleración de la velocidad de la luz en el agua en comparación con aire como en el ejemplo anterior. La velocidad de la luz es constante en el vacío y es máxima en el vacío, pero disminuye al pasar a través de sustancias / medios. Por lo tanto, no es constante todo el tiempo, excepto en el vacío del espacio … Así que la disminución de su velocidad al pasar a través de los medios no es una violación de su límite de velocidad máxima … Kaiser T, MD.

La velocidad de la luz en el vacío c es una constante.

La velocidad de la luz en un medio como el vidrio es más lenta, y no es una constante universal como c. Está dado por la fórmula:

v = c / mu

Donde mu = índice de refracción.

Para un vaso con mu = 1.5, la velocidad de la luz en ese vaso es solo

2E8 m / s

vs

3E8 m / s aprox en vacío.

E8 significa x 10 ^ 8

Índice de refracción

mu = sin (i) / sin (r) = velocidad de la luz en el vacío / velocidad de la luz en el medio

Echa un vistazo a la radiación Cherenkov :).

Resolvemos esta paradoja, dejando que los electrones en sistemas atómicos, que tienen masa en reposo, transfieran el impulso de la luz. Por lo tanto, no es la luz, sino los “bailes de electrones” los que transportan el impulso de la luz sin pérdidas, a través de un medio.

Tenga en cuenta que los rayos gamma, los rayos X, los rayos UV de onda corta y las ondas de radio se mueven a través de todos los medios en c. ¿Notan la dependencia de la frecuencia con la refracción en medios? Esa debería ser tu primera pista.

Tenga en cuenta que las lentes gravitacionales NO extienden el espectro como lo hace la materia, y con la dilatación del tiempo gravitacional, la velocidad de la luz sigue siendo localmente constante sobre el camino que toma la luz:

Retraso de Shapiro – Wikipedia

No es constante y absoluto, pero simplemente no existe un medio posible, lo que permitiría que cualquier forma de materia o energía alcance una velocidad mayor que la Velocidad de la Luz en un medio interestelar, que es una constante c, un límite de velocidad absoluta de el universo.

La luz puede ser ralentizada fácilmente por todo tipo de medios, y cuanto más lento se vuelve, más rápido es absorbido por ese medio en forma de calor.

No hay paradoja. c es la velocidad de la luz en el vacío, tan pronto como los “medios” entran en la ecuación, los átomos de esos medios interactúan con los fotones que componen la luz. Se absorben. Son retransmitidos. Principalmente en una dirección diferente. Etcetera Ejemplo: se necesita un fotón de 4000 años para ‘escapar’ del Sol, mientras que el radio del Sol realmente no tiene 4000 años de luz. Vea el satélite IMAGEN de la NASA, pregunte al archivo de científicos espaciales

Para hacer desaparecer la “paradoja”, todo lo que tiene que hacer es agregar 2 palabras cada vez que hable de que “la velocidad de la luz” es una constante universal: “la velocidad de la luz en el vacío “. Todos deberíamos tratar de ser más específicos, pero somos flojos y nos gusta la “taquigrafía”.

El índice de refracción es la relación entre la velocidad de la luz en el vacío y la del medio, que es más lenta debido al “arrastre” dieléctrico y magnético del medio. No hay paradoja.

La velocidad de la luz solo es constante en el vacío.

Se mueve a velocidades más bajas a través de objetos sólidos. Confieso que no entiendo por qué o cómo … pero así es como funciona.

REALMENTE desearía que los científicos no hubieran nombrado “el límite de velocidad cósmica” como “la velocidad de la luz” (formalmente, es “La velocidad de la luz en el vacío”).

Si lo hubieran llamado “El límite de velocidad cósmica”, entonces diríamos “la velocidad de la luz en el vacío es el límite de velocidad cósmica, pero en vidrio, agua, etc., es un poco más lento”.

¡Eso sería mucho más claro que decirle a la gente cómo la luz se mueve más lentamente que la velocidad de la luz cuando pasa a través de un prisma de vidrio!

Oh! La velocidad de la luz en un medio específico es constante, pero una vez que se cambia el medio, la velocidad de la luz cambia. En la teoría de la relatividad, la velocidad de la luz mencionada es la velocidad de la luz en el vacío.

Su afirmación “la velocidad es constante y absoluta” no es correcta. La velocidad es constante en un medio dado, pero es diferente en diferentes medios. Es más rápido en el vacío y más lento en cualquier otra cosa por la que pueda pasar.

Además, “La luz cambia de dirección cuando entra en un nuevo medio” no siempre es correcta; solo cambia de dirección cuando pasa de un medio a otro en un ángulo diferente de 90 grados .

Así que ahora puede ver que la parte de la “onda” de luz que cruza primero el límite entre los medios cambiará primero la velocidad, y la parte que cruza último cambiará la velocidad al final. Esto es lo que hace que cambie la dirección.

Piense en una línea recta de soldados que marchan sobre concreto y se dirigen a un desierto; A medida que cada soldado comienza a caminar en la arena, disminuirá la velocidad. Entonces, por un tiempo, la fila no será recta, pero tan pronto como todos estén marchando en la arena, todos se moverán más lentamente, la línea volverá a ser recta y la dirección de la marcha habrá cambiado.

La luz no tiene velocidad. La velocidad de la luz no es la velocidad de la luz se mueve. Es el límite de velocidad universal. Mientras la luz no tenga nada que obstaculice su velocidad, se mueve al máximo. No hay paradoja en absoluto. Lo que se conoce como velocidad de la luz es la velocidad de la luz en el vacío.

Porque la velocidad de la luz es constante dentro de un vacío, pero dentro de un medio es una función de la longitud de onda. El índice de refracción para un medio es diferente para cada frecuencia. Es por eso que se dice “La velocidad de la luz es constante en el vacío”. Cualquier medio cambia esto.

La velocidad de la luz en el vacío es invariable (igual para todos los observadores).

Eso no es lo mismo que la velocidad con la que la luz viaja a través de un medio, que puede variar.

La velocidad de la luz no es constante. El valor c es constante, y en el vacío la velocidad de la luz = c. En cualquier otro medio, es menos que eso.