Lichtsnelheid in een medium

[outremer]

Het licht heeft dus een lagere snelheid in een medium, vb onze atmosfeer.
Maar hoe kan dat dan ? ik dacht dat een foton maar 1 snelheid heeft : de lichtsnelheid .

[klazon]

Dat wordt in dit topic toch uitgelegd?
viewtopic.php?f=2&t=211078

[outremer]

idd, sorry hiervoor.
maar dan toch nog een extra vraagje : als de fotonen opgeslorpt worden door een atoom en iets later stuurt dat atoom een foton terug de wereld is, waarom zien we de zon als mooie schijf in aan de hemel ?
de richting van het uitgestuurde foton is dat dan dezelfde als het opgeslorpte foton ?
of vallen de meeste fotonen rechtstreeks op ons netvlies , zonder bosting met atomen ?
als alle fotonen "via een atoom" in onze atmosfeer ons bereiken, dan zou ik de zon als een wazige vlek veronderstellen ?
tenzij de richting behouden blijft.

[Xilvo]

maar dan toch nog een extra vraagje : als de fotonen opgeslorpt worden door een atoom en iets later stuurt dat atoom een foton terug de wereld is, waarom zien we de zon als mooie schijf in aan de hemel ?

Dat is inderdaad een probleem met die verklaring.
Licht (net als alles) heeft een duaal karakter, het is een golf maar ook een deeltje.
Soms is de ene benadering bruikbaarder, een andere keer de andere.

Voor breking is het handiger om licht als een elektromagnetische golf te beschouwen.
In een materiaal brengt die de geladen elektronen aan het trillen, die op hun beurt weer voor een elektromagnetische golf zorgen. Maar als je een gewichtje aan een touwtje heen en weer slingert zul je zien dat het gewicht met dezelfde frequentie slingert als waarmee jij je hand beweegt, maar wel een beetje na-ijlt.
Dat doen de elektronen ook, vandaar dat de fase wat minder snel door het materiaal beweegt.

Ik denk niet dat je dit (eenvoudig) met fotonen kunt begrijpen, net zomin als interferentie aan een dubbelspleet met fotonen uit te leggen is.

[kwasie]

Is er eigenlijk wel een echt goede verklaring voor dit fenomeen beschikbaar?
Dat atomen de fotonen opnemen en na een Δt weer afgeven is toch gewoon onzin?

[Gast]

Eigenlijk, begrijp ik, is het vrij eenvoudig om de vertraging van licht/fotonen te verklaren.

Kort gezegd:

Net als elektronen altijd een interactie aangaan met het vacuüm; de "non-zero value" van de v.e.v. (vacuum expectation value) vanwege het Higgs-veld (niet Higgs-bosonen, daar hebben elektronen geen interactie mee .. of alleen bij extreem hoge temperaturen) ..

.. hebben fotonen, en daarmee licht, een interactie met het medium (wat de fotonen een massa-term geeft).

Dit wordt dan wel eens effectieve massa genoemd, maar massa is massa .. (en massa gaat over traagheid).

Erg beknopt dit overigens, maar wilde het even benoemen.

[Bladerunner]

maar dan toch nog een extra vraagje : als de fotonen opgeslorpt worden door een atoom en iets later stuurt dat atoom een foton terug de wereld is, waarom zien we de zon als mooie schijf in aan de hemel ?

Je moet (zoals Xilvo zegt) eerder aan het golfkarakter denken dan aan het foton op zich. Die lichtgolf heeft een bepaalde frequentie. En net als dat een materiaal (zoals hout b.v.) een bepaalde resonantie frequentie heeft waarbij het sterk trilt zo hebben alle moleculen dat ook. Dus het ene molecuul absorbeert frequentie f1 en het ander frequentie f2. Daardoor weten we ook vanaf grote afstand wat het molecuul is en zien we donkere absorptie lijnen in spectra van sterren.

Als licht nu door een medium gaat zoals onze atmosfeer, veranderd het een beetje van richting door de brekingsindex van die atmosfeer. Maar dat is geen specifiek getal want het wordt o.a. beïnvloed door de frequentie op zich. Gewoon zonlicht bestaat uit talloze frequenties die elk op hun eigen manier iets van richting veranderen en tenzij het om een sterk reflecterend of vast oppervlak gaat blijft de globale richting van de lichtstraal ongeveer het zelfde. Dus licht dat door een prisma gaat (met één brekingsindex) breekt in talloze bundeltjes elk met zijn eigen kleur en vormt dus een 'regenboog' achter het prisma.

De atmosfeer verstrooid op de zelfde wijze het zonlicht maar niet zo sterk dat we geen bol meer zien. En zou je de zon vanaf de Maan bekijken dan zie je door het ontbreken van een noemenswaardige atmosfeer een veel 'scherper' beeld of te wel geen randvervaging of een wilde uitwaaiering van stralen want dat is een typisch effect van een atmosfeer, bril of telescoop.