скорость света в среде меньше чем в вакууме,поэтому при переходе его длина волны уменьшается(первые волны не успевают далеко уйти от следующих).При входе под углом поверхность пересекает не одна волна ,а несколько и столько же их должно возникнуть на другой стороне в тех же точках пересечения волны с поверхностью.Иными словами проекции длин волн на поверхность должны совпадать и для этого коротким волнам нужно повернуться на больший угол, чем угол падения длинных волн.
Хуясе заява
04.12.2020, 01:32
Гифка показывает, что происходит, но не объясняет, почему именно так. Например, в гифке уже воспринимается как данность, что в этой среде свет как бы двигается медленнее, и поэтому как бы волна должна повернуть. А ещё автор гребни волны и вершины на срезе "волнами" называет, вот это кабздец конечно.
Тут многие ожидают простое объяснение, как же на самом деле, а его нет! Все простые объяснения в вопросе преломления и замедления неполны или неверны.
Правильное объяснение (упрощённо):
Здесь нужно взять уравнения Максвелла, которые описывают распространение электромагнитных волн. Электромагнитная волна представляет собой колебания электрического и магнитного поля, для простоты можно оставить только электрическую часть. Волна распространяется перпендикулярно колебаниям электрического поля, т.е. куда повёрнуто электрическое поле - это причина, а куда летит волна - это следствие. Далее: электрическое поле луча спроецируем на плоскость параллельную поверхности среды, в которую влетаем, и на ось перпендикулярную ей. Получим две компоненты и засунем их в нужные уравнения Максвела. Уравнений получится четыре: для "внутри" и "снаружи" плюс для "перпендикулярно" и "параллельно" границе. Если мы примем, что на самой границе должно быть одинаково с какой стороны ни посмотри, приравниваем соотв. значения для "внутри" и "снаружи", получаем две формулы с рисунка (E - вектор электрического поля). И тут внезапно оказывается, что с перпендикулярной компонентой при проходе границы ничего не происходит, в то время как параллельная компонента меняется пропорционально изменению электрической проницаемости. Как следствие, это "поворачивает" волну.
Тут многие ожидают простое объяснение, как же на самом деле, а его нет! Все простые объяснения в вопросе преломления и замедления неполны или неверны.
Правильное объяснение (упрощённо):
Здесь нужно взять уравнения Максвелла, которые описывают распространение электромагнитных волн. Электромагнитная волна представляет собой колебания электрического и магнитного поля, для простоты можно оставить только электрическую часть. Волна распространяется перпендикулярно колебаниям электрического поля, т.е. куда повёрнуто электрическое поле - это причина, а куда летит волна - это следствие. Далее: электрическое поле луча спроецируем на плоскость параллельную поверхности среды, в которую влетаем, и на ось перпендикулярную ей. Получим две компоненты и засунем их в нужные уравнения Максвела. Уравнений получится четыре: для "внутри" и "снаружи" плюс для "перпендикулярно" и "параллельно" границе. Если мы примем, что на самой границе должно быть одинаково с какой стороны ни посмотри, приравниваем соотв. значения для "внутри" и "снаружи", получаем две формулы с рисунка (E - вектор электрического поля). И тут внезапно оказывается, что с перпендикулярной компонентой при проходе границы ничего не происходит, в то время как параллельная компонента меняется пропорционально изменению электрической проницаемости. Как следствие, это "поворачивает" волну.
бля, я там перепутал "перпендикулярный" и "параллельный" в конце, ну короче рисунок прав
Фигасе, просто объяснил. Во-первых, непонятно ничего от слова совсем, понапутано всяких параллельных и перпеРдикулярных, а во-вторых, всё объяснение получилось в стиле "да хуй его знает, почему так, вон есть формула, поставляем, считаем". Хотелось бы интуитивно-понятного детского объяснения, а не тыканья носом в формулу.
Есть интуитивно-понятное но не верное объяснение, а есть верное но сложное. Что съешь, что в жопу засунешь?
Опять нашли новый баг в симуляции ....ой сорян..... не баг ,а фичу .....
"Нео, ты опять не ту таблетку сожрал?"
Странно. Я тоже так прочитал.
Что за чушь несёшь, а при переходе из плотной среды в разряжённую откуда энергия берётся на укорочение длинны волны?
Ты только что придумал прекрасный холодильник, нужно всего лишь взять что либо толстое, прозрачное и мало теплопроводное и светить на это, тогда на одной границе свет будет отдавать энергию материалу а на другой материал отдавать свету, профит.
Если добавить лазер то так оно и работает
https://ru.m.wikipedia.org/wiki/%D0%9B%D0%B0%D0%B7%D0%B5%D1%80%D0%BD%D0%BE%D0%B5_%D0%BE%D1%85%D0%BB%D0%B0%D0%B6%D0%B4%D0%B5%D0%BD%D0%B8%D0%B5
https://ru.m.wikipedia.org/wiki/%D0%9B%D0%B0%D0%B7%D0%B5%D1%80%D0%BD%D0%BE%D0%B5_%D0%BE%D1%85%D0%BB%D0%B0%D0%B6%D0%B4%D0%B5%D0%BD%D0%B8%D0%B5
Только вот никакого отношения к преломлению и вообще прохождении света через прозрачные среды это явление не имеет, фотоны поглощаются и излучаются уже с большей энергией атомами.
потерпи-энергия через дефис пишется
Скорость света неизменна в любой среде. Увеличивается путь, необходимый фотону/волне для прохода через этот лабиринт атомов. Возможно, фраза "ударяется об атомы" была не слишком корректной.
А вот про потерю энергии - древнее заблуждение, от которого отказались ещё во времена споров, а что есть свет. Простое опроверждение - фазовая скорость вновь восстанавливается при выходе из более плотной среды.
Вот ещё картинка, неплохо демонстрирующая процесс
А вот про потерю энергии - древнее заблуждение, от которого отказались ещё во времена споров, а что есть свет. Простое опроверждение - фазовая скорость вновь восстанавливается при выходе из более плотной среды.
Вот ещё картинка, неплохо демонстрирующая процесс
Как я писал выше, потому что у волны увеличивается путь. О каждый атом волна рассеивается, и накладывается на соседние конструктивно и деструктивно по движению волны. Ты можешь пронаблюдать это, бросив камень в чистую воду, а затем разложить на поверхности преграды. Волновой фронт во втором случае достигнет одной и той же точки чуть дольше
> потому что у волны увеличивается путь
хм, можно светолёт изобрести: под несущей поверхностью путь волны не увеличивается, а над несущей - увеличивается, образуется светоподъёмная сила...
хм, можно светолёт изобрести: под несущей поверхностью путь волны не увеличивается, а над несущей - увеличивается, образуется светоподъёмная сила...
И это неверно. То, что для нас выглядит как медленно летящий внутри среды свет - на самом деле интерференция исходной электромагнитной волны, и волн, которые вызваны колебаниями электронов среды под действием исходной волны %) При этом волна которая вторичная от электронов, не просто сдвинута по фазе, а ещё и какого-то хера постоянно по фазе отстаёт, то есть разница увеличивается. Что происходит в результате наложения друг на друга двух волн, движущихся с разной скоростью, показано хорошо в анимации:
(таймкод)
Результирующую слоупочную волну мы в результате воспринимаем как замедлившийся свет.
(таймкод)
Результирующую слоупочную волну мы в результате воспринимаем как замедлившийся свет.
Кстати, эта картинка тоже не может служить как объяснение, так как из неё с таким же успехом может следовать разбрызгивание нескольких лучей в разные стороны, чего мы, кстате, не наблюдаем.
Наблюдаем и называем дифракцией и интерференцией.
В своё время пытался разобраться, почему же скорость света в среде отличается от скорости света в вакууме. Для себя решил, что там происходит что-то вроде поглощения и переизлучения в том же направлении (как в лазере) фотонов света атомами среды. И вот благодаря такой задержке между поглощением и переизлучением, и получается замедление общей скорости света.
Но на самом деле там происходит какая-то более сложная хуета, которую мой мозг отказался понимать.
Но на самом деле там происходит какая-то более сложная хуета, которую мой мозг отказался понимать.
У световой волны есть эм-компонент, перпендикулярный ей. При переходе в среду с большим коэффициентом преломления возникает другой эм-компонент, из-за реакции электронов в среде (свет наводит токи). В итоге суммарный момент меняется, а т.к. он перпендикулярен (на самом деле он и есть фронт волны, и он ее первопричина, а не наоборот), вектор «движения» света меняется вместе с ним. Поскольку с преломлением свет проходит другую дистанцию за то же время, как если бы среды на пути не было, скорость «вынуждена» поменяться. Это сложная хуета, даже на пальцах, да.
У среды, в отличие от вакуума, существуют ещё собственные колебания (для определённости пусть это будут колебания кристаллической решётки в твёрдой диэлектрической среде). Аналогично тому, как колебания электромагнитного поля состоят из фотонов, такие колебания среды можно рассматривать как совокупность квазичастиц - оптических фононов.
Когда фотон входит в среду, к нему прилипает фонон. В связаном с фононом состоянии фотон уже не может двигаться с первоначальной скоростью и вынужден замедлиться.
Когда фотон входит в среду, к нему прилипает фонон. В связаном с фононом состоянии фотон уже не может двигаться с первоначальной скоростью и вынужден замедлиться.
По какой причине не может двигаться со скоростью света, и что означает, что он связан с фононом?
Образует вместе с ним новую частицу - поляритон. Вообще говоря, корректнее говорить, что на границе среды фотон распадается на пару поляритон + антифонон.
У поляритона масса не равна нулю, поэтому для движения со скоростью света ему бы требовалась бесконечная энергия.
В целом механизм похож на механизм Хиггса. У отдельного электрона, например, масса нулевая. Но когда на него налипают бозоны Хиггса, у получившегося гибрида (а мы только в такой форме электроны и наблюдаем) уже имеется известная нам масса покоя, мешающая ему развить скорость света.
Масса у поляритона в среде появляется ровно так же за счет прилипших фононов. Разница лишь в том, что для поляритонов есть "чистое" состояние - когда они выходят в вакуум и становятся фотонами. В то время как "чистых" электронов мы никогда не встретим, поскольку поле Хиггса заполняет всё пространство, а не отдельную его область, как среда.
У поляритона масса не равна нулю, поэтому для движения со скоростью света ему бы требовалась бесконечная энергия.
В целом механизм похож на механизм Хиггса. У отдельного электрона, например, масса нулевая. Но когда на него налипают бозоны Хиггса, у получившегося гибрида (а мы только в такой форме электроны и наблюдаем) уже имеется известная нам масса покоя, мешающая ему развить скорость света.
Масса у поляритона в среде появляется ровно так же за счет прилипших фононов. Разница лишь в том, что для поляритонов есть "чистое" состояние - когда они выходят в вакуум и становятся фотонами. В то время как "чистых" электронов мы никогда не встретим, поскольку поле Хиггса заполняет всё пространство, а не отдельную его область, как среда.
Очень познавательно, благодарю за разьяснения.
Это что-то новое. Я знал о том, что свет имеет свойства и частицы и волны, но чтоб свойства ковра. Вот это да...
Автор так себе представляет волну? У волны нет толщины и ширины. Есть только длина.
Или автор так представляет поток частиц? Они что, пришиты друг к другу?
Свет - это поток ОТДЕЛЬНЫХ частиц = ОТДЕЛЬНЫХ волн
Ковёр, вот это да
Автор так себе представляет волну? У волны нет толщины и ширины. Есть только длина.
Или автор так представляет поток частиц? Они что, пришиты друг к другу?
Свет - это поток ОТДЕЛЬНЫХ частиц = ОТДЕЛЬНЫХ волн
Ковёр, вот это да
Ковер - поток когерентньіх фотонов, для наглядности
Да
если нет массы - как тогда работает солнечный парус?
Это импульс, E = mc² + импульс. Это только для простоты пишут E = mc². Как и все остальное в физике, иначе ебу даш)
Не, импульс фотона p = E / c, где Е - энергия фотона, а с - скорость света.
Энергия фотона E = hn, где h - постоянная Планка, а n - частота фотона.
Так что импульс фотона p = hn / c
Энергия фотона E = hn, где h - постоянная Планка, а n - частота фотона.
Так что импульс фотона p = hn / c
Есть так называемое давление света. Фотоны имеют импульс, который при столкновении с веществом, передают этот импульс веществу. Чуть ниже я написал формулы.
То есть, выше.
Нет массьі покоя фотона...
Под веществом мы обычно понимаем фермионы и их соединения с бозонами. Фермионы - это, грубо говоря, частицы вещества, а бозоны - переносчики взаимодействий.
Например, кварки взаимодействуют друг с другом в протонах и нейтронах, благодаря глюонам. Кварки - это фермионы, а глюоны - это бозоны.
Например, кварки взаимодействуют друг с другом в протонах и нейтронах, благодаря глюонам. Кварки - это фермионы, а глюоны - это бозоны.
Пожалуй, что нет. Но они могут входить в состав вещества. Точно так же начинка пирога - не пирог, но может входить в состав пирога.
Хех, как это они не материальны? Бозоны являются материей. И некоторые даже имеют массу.
Не согласен, что бозоны относятся к материи. "Материя" понимается обычно как что-то, что противопоставляется антиматерии, а бозоны в этом противопоставлении не участвуют, см. схему
Так именно потому они и не являются веществом, потому что это переносчики взаимодействия, а не частицы вещества. Ну то есть по определению это так.
куда девается энергия если скорость в среде отлицной от вакуума медленнее и потом откуда появляется доп скорость у света при переходе из среды в вакуум?
Чтобы написать коммент, необходимо залогиниться
