Antes de que la luz entre en el vidrio, tiene velocidad c después de entrar en el vidrio se convierte en c / 1.5. Una vez que sale, vuelve a ser c. ¿Dónde está la fuente de energía para impulsar esta desaceleración y aceleración de los fotones?

Primero me gustaría establecer la escena a través de una analogía, luego con una descripción amplia de lo que sucede dentro del cristal.

Mi analogía es el agua que fluye a través de una tubería que tiene una sección ensanchada. El agua no fluye tan rápido en la sección más ancha, pero tiene que acelerarse cuando la tubería se estrecha nuevamente. ¿De dónde viene la energía para impulsar la aceleración? Bernoulli postuló un modelo que conservaba completamente el potencial + energía cinética; se basó en aumentos de presión a medida que se reduce la velocidad del agua, y reducciones nuevamente a medida que el agua se acelera. De manera crucial, Bernoulli diseñó una demostración simple del efecto. El propósito de citar este efecto es mostrar un ejemplo mecánico de un efecto similar que es relativamente sencillo de seguir.

Aunque el efecto es similar en muchos aspectos, el detalle de la luz que pasa a través del vidrio es bastante diferente: la luz interactúa (principalmente) con los electrones vibrantes en los átomos del vidrio. A medida que la luz entra en una región del vidrio que se modifica, modifica la vibración de los electones, creando una onda en el vidrio que se conoce como polarones, y la combinación genera ondas de sonido de alta frecuencia (fonones) en el vidrio. Cuando el rayo abandona cualquier región, la vibración vuelve (casi) a la normalidad. Los electrones que vibran crean un campo de luz que va a la zaga de las vibraciones del haz entrante, por lo que el efecto es que el haz en su conjunto viaja más lentamente dentro del vidrio. Brouillon modeló este efecto y demostró que la modificación de las vibraciones de los electrones no era inmediata: el borde frontal de un pulso de luz puede continuar a través del vidrio a la velocidad de la luz en el vacío, esta luz más rápida se conoce como un “precursor “. La teoría también predijo pérdidas en las interfaces debido a una interacción incompleta con el haz, y que algunas interacciones fonónicas aumentarían con la intensidad óptica, lo que daría como resultado un aumento desproporcionado en la generación de luz a diferentes longitudes de onda (dispersión de Brouillon). Estos efectos suelen ser sutiles, pero todos se han observado.
Un aparte: la dispersión de Brouillon resulta ser una forma sensible de investigar las propiedades electrónicas de los aislantes.
Por cierto, he olvidado la mayor parte de lo poco que una vez entendí sobre los detalles, así que considero que esta es un área difícil; otros son libres de estar en desacuerdo.

Para agregar a la respuesta del usuario de Quora, dado que la pregunta se refiere a “aceleración”, “desaceleración” y “fuente de energía”, en primer lugar, como la luz no tiene masa en reposo, necesitamos ver los cambios en el impulso y los cambios asociados en la energía.

La incidencia de la luz en una superficie es bastante similar a un proceso de colisión con ondas reflejadas y refractadas, ambas con su parte de energía y momento, en total, la energía y el momento de las ondas refractadas y reflejadas es igual a la incidente. Esto está en un nivel muy estadístico donde hay muchos fotones, como en el caso de los niveles normales de iluminación.

Imagina que haces rodar una pelota por una superficie plana. Tiene cierta velocidad. Si la pelota sube por una rampa y continúa en una superficie plana, ahora tendrá una velocidad más lenta y menos energía. Si la pelota baja por una rampa, regresando a su superficie original, volverá a su velocidad y energía anteriores. ¿A dónde se fue la energía mientras estaba en la superficie más alta? Fue almacenado en el campo gravitacional.

De manera similar, a medida que la luz ingresa al vidrio, la interacción con los átomos del vidrio hace que la energía se transfiera a los campos electromagnéticos dentro del vidrio. Esta energía se devuelve cuando la luz se va, y se acelera.

Mientras el fotón está dentro del vidrio, rebota entre los átomos del vidrio, todavía viaja en c en el espacio entre los átomos, pero toma una ruta más larga haciendo que su velocidad promedio atraviese el vidrio c / 1.5

La luz viaja desde un medio ópticamente más raro (también conocido como aire) a un medio ópticamente más denso (también conocido como vidrio). Podemos tomar esto de manera análoga a lo largo de una pth para facilitar la comprensión.
Suponga que corre del punto A al B a lo largo de una parte recta y luego a C nuevamente en una parte recta. U corre a una velocidad constante. Llegas en cierto tiempo ..
Supongamos ahora que la distancia entre A y B está muy torcida. Corres a la misma velocidad pero ahora el tiempo es más. Una vez que salgas de B, volverás a correr a velocidad normal.
Si otra persona que no puede ver el camino entre A y B, percibirá que corriste lentamente, pero en realidad no lo hiciste. Solo el camino no era lo suficientemente propicio.
Lo mismo se puede aplicar a la luz. El camino ofrece obstáculos y la luz tiene que cambiar de dirección un poco cada vez. Y así recorre un camino más largo pero a la misma velocidad … Y, por lo tanto, vemos que pierde velocidad. Y recuperarlo cuando vuelve al aire. La energía no se pierde debido a la reducción de la velocidad a medida que percibía.
Espero haber sido lo suficientemente claro. ¡Y esta teoría está abierta a discusión!

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