Ciencia NT
La forma más fácil de obtener el comportamiento exacto es pensar en la luz como una onda clásica que interactúa con los átomos en el material sólido. Mientras esté lejos de cualquiera de las frecuencias resonantes de los átomos relevantes, esta imagen no es tan mala.
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Puedes pensar que cada uno de los átomos es como un pequeño dipolo, que consiste en una carga positiva y otra negativa que es impulsada por el campo de luz fuera de resonancia. Al ser un conjunto de cargas que se están acelerando debido al campo de conducción, estos dipolos irradiarán, produciendo ondas a la misma frecuencia que el campo de conducción, pero ligeramente desfasados con él (porque un dipolo se conduce a una frecuencia distinta de su resonancia la frecuencia estará ligeramente desfasada con el campo de conducción). El campo de luz total en el material será la suma del campo de luz de conducción y el campo producido por los dipolos oscilantes. Si pasas por un poco de matemática, descubres que esto te da un haz en la misma dirección que el haz original (las ondas que salen hacia los lados interferirán mayormente de manera destructiva entre sí) con la misma frecuencia pero con un ligero retraso en comparación con el campo de conducción. Este retraso se registra como una disminución de la velocidad de la onda que pasa por el medio. La cantidad exacta del retraso depende de los detalles del material, como las frecuencias resonantes exactas de los átomos en cuestión.
Siempre que no esté demasiado cerca de una de las frecuencias resonantes, esto le da una muy buena aproximación del efecto (y “demasiado cerca” aquí es un rango bastante estrecho). Funciona lo suficientemente bien como para que la mayoría de las personas que se ocupan de estas cosas se queden con este tipo de imagen, en lugar de hablar en términos de fotones. Por cierto, la idea básica de tratar los átomos como pequeños dipolos es una variante del “Principio de Huygens”, que es una técnica general para pensar cómo se comportan las ondas.
eplanation más fácil
El cambio en la dirección de un rayo de luz depende de cómo cambia la velocidad de la luz cuando cruza de un medio a otro. La velocidad de la luz es mayor en el medio 1 que en el medio 2 en las situaciones que se muestran aquí. (a) Un rayo de luz se mueve más cerca de la perpendicular cuando se ralentiza. Esto es análogo a lo que sucede cuando una cortadora de césped pasa de un sendero al césped. (b) Un rayo de luz se aleja de la perpendicular cuando se acelera. Esto es análogo a lo que sucede cuando una cortadora de césped pasa del césped al sendero. Los caminos son exactamente reversibles.
