¿Cuál es la causa ‘real’ de difracción y refracción de la luz?

Es un poco demasiado para entrar en una respuesta de Quora, pero tiene que ver con la naturaleza mecánica cuántica de la luz. Decir que la luz “se dobla” es una especie de aproximación que saluda con la mano. Otra forma de pensar es pensar en la luz que viaja no en línea recta, sino en todas las direcciones a la vez. Si tomas todas esas ondas, yendo en todas direcciones, y las superpones unas sobre otras, se cancelan entre sí, el resultado neto son ondas que obedecen las reglas de difracción, refracción, etc.

Escribí una respuesta anterior que toca este tema: ¿Por qué la luz viaja en línea recta?

Y, como mencioné en esa respuesta, recomiendo encarecidamente el QED de Feynman: The Strange Theory of Light and Matter para una explicación buena y accesible de cómo funciona todo esto.

Los experimentos de difracción podrían hacerse en vacío, entonces el fenómeno es una propiedad de onda para los EM que no depende de ningún tipo de átomos. Cualquier punto excitado (es decir, energizado por campos EM, ya sea con átomos o no) es un transmisor onmidireccional, el hecho de que la energía proveniente de una fuente externa parece pasar directamente de la fuente a través del punto excitado es solo porque todas las otras direcciones de transmisión cancela con los puntos excitados vecinos, dentro de la misma onda frontal, transmisiones cruzadas propias, pero si esas transmisiones cruzadas se cortan, entonces podemos ver las transmisiones omnidireccionales del punto excitado específico permitido (como podemos ver para las ondas de agua cuando chocan contra una pared con una ventana estrecha

La refracción sí tiene importancia, ya que es la única forma de reducir la velocidad de los EM, las capas de electrones reaccionan alrededor del núcleo cuando son trazadas por un EM pero, a medida que intentan contrarrestar antes de la onda incidente, se introduce algún retraso en la onda incidente y este retraso se ralentiza la onda EM, como resultado, la onda frontal cambia de dirección si el ángulo incidente a la interfaz de la materia es diferente de 90 grados.