Hvorfor rejser lys langsommere i faste stoffer?

Lys rejser langsommere i faste stoffer end i et vakuum på grund af samspillet mellem lysbølgerne og atomerne inden for det faste stof. Her er en sammenbrud af de vigtigste grunde:

* interaktion med elektroner: Lys, som er elektromagnetisk stråling, interagerer med elektronerne af atomer i det faste stof. Når en lysbølge passerer igennem, får den disse elektroner til at svinge og skabe en sekundær bølge. Denne sekundære bølge forstyrrer den originale bølge og bremser den effektivt ned.

* polarisering: Denne interaktion får også materialet til at blive polariseret. I det væsentlige justerer lysbølgens elektriske felt elektronerne i materialet, hvilket fører til en ændring i materialets brydningsindeks. Denne ændring i brydningsindeks bidrager også til aftagelsen af ​​lys.

* densitet og tæt pakket struktur: Faststoffer har en meget højere densitet end gasser eller væsker, hvilket betyder, at atomerne er pakket meget mere tæt. Denne tæt pakning giver mulighed for hyppigere interaktioner mellem lysbølgerne og atomerne, hvilket fører til øget spredning og en langsommere samlet hastighed.

Tænk på det sådan: Forestil dig lys som en bil, der kører på en motorvej. I et vakuum (tomt rum) kan bilen køre frit med lysets hastighed. I et solidt er det som om bilen kører gennem en overfyldt by. Det skal konstant bremse, stoppe og navigere rundt i forhindringer (atomer). Denne konstante interaktion bremser bilen generelt ned.

Vigtig note: Mens lys rejser langsommere i faste stoffer end i et vakuum, stopper det faktisk aldrig. Lysets hastighed er altid konstant i et givet medium. Hvilke ændringer er den * tilsyneladende * lyshastighed på grund af de ovenfor beskrevne interaktioner.