Óptica: ¿Por qué la luz se dobla cuando pasa a través de medios con diferentes índices de refracción?

Depende del modelo que estés mirando.

El modelo macro-electromagnético con parámetros de material agrupado (permitividad, permeabilidad) dará la explicación más fácil. Cuando la luz pasa de un material a otro, viaja a una velocidad diferente, una más rápida y otra más lenta. En el límite del material, la onda en un lado debe coincidir con las fases con la onda en el otro lado, por lo que en el lado donde la luz va más rápido tiene que viajar en un ángulo más pronunciado para que las fases coincidan.
Las líneas representan crestas de igual fase, y tienen que tocarse entre sí en el límite z = 0, pero están más comprimidas donde van más despacio. El cambio en el ángulo hace que puedan coincidir.

Para una reflexión interna total, eso ocurre al pasar de un medio lento a un medio más rápido cuando no hay una forma posible de que las líneas coincidan en el límite debido a qué tan separadas deben estar.

Puede profundizar y observar un modelo micro-electromagnético, y el resultado es muy interesante, pero es más difícil de explicar.

La luz se dobla cuando pasa a través de los medios porque cuando la luz viaja en el vacío, no se produce flexión, por lo que su espacio inramolecular es mayor. Pero cuando pasa a otro medio que tiene menos espacio intramolecular, se dobla o muestra dificultades y se dobla hacia lo normal.

La explicación físicamente intuitiva más simple es la conservación del momento paralelo en la interfaz. La luz se curva porque la frecuencia y el vector de onda paralela se conservan, pero el vector de onda perpendicular no. Una física mucho más interesante se desprende de esta imagen.

Pirerre de Fermat, un matemático francés, propuso que la luz seleccione el camino que requiere menos tiempo para viajar, conocido como principio de Fermat.
Como sabemos todo en el universo, intente seguir / fluir en la ruta de menor resistencia. Cuando la luz entra en un medio más denso, se hace difícil que la luz viaje y trata de escapar del camino difícil. Entonces se dobla para reducir el camino de alta resistencia.

Es un efecto cuántico. Por favor vea: Página en matterandinteractions.org

La luz se dobla cuando pasa a través de un medio a otro medio porque diferentes medios tienen una densidad óptica diferente … debido a que la luz viaja a diferentes velocidades en diferentes medios, lo que resulta en un cambio en la trayectoria de la luz …

Para obtener información más detallada, lea sobre – Ley de Snell 🙂

Gracias 🙂