Science >> Wetenschap >  >> Fysica

Waarom reist licht langzaam door vaste stoffen?

Het is niet helemaal juist om te zeggen dat licht * langzaam * door vaste stoffen reist. Licht reist eigenlijk sneller in vaste stoffen dan in een vacuüm.

Dit is de reden waarom de misvatting bestaat en de juiste verklaring:

De misvatting:

* brekingsindex: Wanneer het licht van het ene medium naar het andere reist, verandert dit van richting. Dit fenomeen wordt breking genoemd. De mate van buiging wordt bepaald door de brekingsindex van het medium. Vaste stoffen hebben over het algemeen een hogere brekingsindex dan lucht of een vacuüm.

* Duidelijke vertraging: De hogere brekingsindex zorgt ervoor dat het * verschijnt * alsof het licht langzamer reist in vaste stoffen. Dit komt omdat het licht meer interactie heeft met de atomen in de vaste stof, die de algehele * propagatie * van de lichtgolf vertraagt. De afzonderlijke fotonen van licht reizen echter nog steeds met de snelheid van het licht (C) binnen de vaste stof.

De juiste uitleg:

* Interactie met materie: Wanneer het licht door een vaste stof reist, interageert het met de atomen en elektronen in het materiaal. Deze interactie zorgt ervoor dat de lichtgolf wordt geabsorbeerd en opnieuw wordt uitgezonden door de atomen, waardoor de algehele voortplanting van de golf enigszins wordt vertraagd.

* Lichtsnelheid in een vacuüm: De snelheid van het licht (c) is een fundamentele constante in de natuurkunde en vertegenwoordigt de snelst mogelijke snelheid alles kan in een vacuüm reizen. Licht reist niet langzamer dan C, zelfs niet binnen een materiaal.

* Fasesnelheid: De snelheid waarmee de pieken en troggen van de lichtgolfbeweging (de fasesnelheid worden genoemd) is wat langzamer lijkt te zijn in vaste stoffen. De *groepssnelheid *, die de snelheid weergeeft waarmee de informatie die wordt gedragen door de lichtgolfreizen, is echter nog steeds dicht bij c.

Samenvattend:

Licht reist eigenlijk niet langzamer in vaste stoffen dan in een vacuüm. De schijnbare vertraging is te wijten aan de interactie van licht met materie, die de algehele verspreiding van de lichtgolf vertraagt. De werkelijke lichtsnelheid blijft constant, maar de * fasesnelheid * kan langzamer zijn in dichtere media.