¿Qué hace que la luz tarde más en viajar a través de un medio transparente?

La luz que viaja a través de un medio transparente es constantemente absorbida y emitida por los átomos del medio, por lo que los fotones tienen que atravesar la estructura generalmente en el camino más rápido disponible:

Principio de Fermat – Wikipedia

N = C / V

Donde N = índice de refracción , C es la velocidad de la luz en el vacío y V es la velocidad de la luz en un medio (desplazamiento / tiempo). Reorganice V, luego sustitúyalo en la siguiente ecuación.

T es el tiempo que tarda una onda EM, como la luz, en atravesar entre dos puntos, A y B , respectivamente.

En el vacío, generalmente no hay medio para interferir con el camino de la luz, por lo tanto, C es una constante de 299 792 458 m / s.

En un medio, la luz no tiene un camino directo, por lo que debe interactuar con los átomos del medio a medida que atraviesa el medio, lo que resulta en una disminución de la velocidad y, por lo tanto, un tiempo más largo, T.

Espero que esto ayude.

Absorción / emisión continua.

Esta es una de las muchas teorías.

(Consulte el significado de “continuo”)

Cuando un fotón pasa a través de un medio, es absorbido por sus partículas. Después de un retraso infinitesimalmente pequeño, se emite nuevamente a la siguiente partícula (que experimenta el mismo proceso).

Este retraso en medios más raros como el aire / vacío es muy pequeño en comparación con el retraso en materiales más densos como el diamante. Debido a este mayor retraso en medios más densos, la luz viaja con una velocidad aparentemente más lenta.

PD: La pregunta era: ” ¿qué hace que la luz tarde más en viajar a través de un medio transparente?”

Para su información , la luz no puede viajar a través de medios opacos, solo viajará a través de medios transparentes. El tiempo más largo que puede tomar la luz para atravesar los medios transparentes se discutió anteriormente.

Porque la luz no tiene un camino libre a través de un medio transparente; en cambio, debe ser constantemente absorbido y reemitido por los átomos / moléculas en el medio. Cada evento de absorción / reemisión lleva una pequeña cantidad de tiempo, lo que ralentiza la progresión de la luz a través del medio.

Tenga en cuenta que cuando la luz atraviesa el espacio abierto entre dos partículas, lo hace a la velocidad de la luz.

La velocidad de la luz a través de un medio depende de la permitividad relativa de ese medio [matemática] \ epsilon_r [/ matemática], relacionada con la interacción de la luz con dipolos eléctricos en ese medio y la permeabilidad relativa [matemática] \ mu_r [/ matemática], relacionada con magnética dipolos La velocidad de la luz [matemática] v [/ matemática] en comparación con la velocidad de vacío [matemática] c [/ matemática] es [matemática] v = \ cfrac {c} {\ sqrt {\ epsilon_r \ mu_r}} [/ matemática] .

Cuando se discute la velocidad de la luz en un material a nivel de detalle de fotones, átomos y moléculas, el fotón siempre viaja a la velocidad c y las interacciones temporales con dipolos magnéticos y eléctricos a nivel de átomo y molécula hacen que el fotón sea absorbido y liberado después de un retraso La suposición de que este es un material transparente significa que todos los fotones absorbidos finalmente se liberan. la velocidad promedio de la luz [matemática] v [/ matemática] en el nivel del átomo concuerda con el cálculo anterior de la permitividad y permeabilidad del material a granel.

La velocidad de la LUZ C en el medio no es como lo es en el medio, se ralentiza, lo que requiere más tiempo para viajar a través de un medio transparente, recuerde C = 1 / [eu] ^ 1/2, donde e y e son la permitividad y permeabilidad del medio, respectivamente, donde eu para el medio es mayor que la del vacío.

Hay dos formas principales de ver esto.

1. El entorno electromagnético cambia la velocidad de las ondas de luz dentro del medio
2. Los fotones que pasan a través del medio rebotan como bolas en una máquina de pinball o pachinko. Las trayectorias clásicas para la luz son el camino promedio de todos estos rebotes aleatorios. Dado que los fotones toman un camino mucho más largo a través del medio, no es sorprendente que la onda emergente tarde más.

Ambos coinciden en que se debe a la interacción electromagnética que actúa para ralentizar las cosas.

Para una introducción decente a la descripción de partículas de luz, consulte:
La Vega Science Trust