La velocidad de la luz en el espacio libre es constante (3 x 10 ^ 8 m / s), aunque hay fluctuaciones cuánticas infinitamente pequeñas (energía de punto cero) en el espacio libre . La propagación de la luz a través de cualquier medio es en última instancia, un fenómeno mecánico cuántico. Como sabemos por las elegantes ecuaciones de Maxwell que la luz es una forma de radiación electromagnética, consta de campos eléctricos y magnéticos.
Sabemos que un átomo consiste en partículas cargadas, estas partículas generarán campos eléctricos y magnéticos, en otras palabras, un núcleo es fuente de campo eléctrico y los electrones en órbita generan un campo magnético. Entonces, estos campos interactúan con el campo de luz EM que se aproxima y esa interacción depende de la naturaleza de la disposición de los átomos y las moléculas del material, lo que dará como resultado todas las propiedades ópticas del material.
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Entonces, cuando decimos que algún material es más denso, más raro, la velocidad de la luz en un medio particular es puramente una función de las incineraciones mecánicas cuánticas y el índice de refracción de ese material también. Y todos los fenómenos ópticos están surgiendo debido a las interacciones de los campos EM.
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