¿Qué le sucede a la luz cuando entra en un medio más denso?

Soy un estudiante de primer año de pregrado que hace optometría (nunca antes había hecho nada de física en mi vida :( ). Recibí una pregunta sobre qué sucede cuando la luz ingresa a un medio más denso. Me dijeron que la frecuencia de la luz no cambia, pero la longitud de onda disminuye. ¿Es eso cierto? Y si es así, ¿por qué la frecuencia nunca cambia? La menor cantidad posible de matemáticas sería genial: este tema es principalmente muy cualitativo y no soy un experto en matemáticas.

El fenómeno se llama refracción, tómese su tiempo y lea el artículo aquí, en.wikipedia.org/wiki/Refraction y el libro de introducción a la óptica como Optics de Eugene Hecht amazon.com/Optics-4th-Eugene-Hecht/dp/0805385665 vale la pena echarle un vistazo a tu biblioteca
En mi opinión, la velocidad de la luz nunca disminuye. Los fotones que superan el límite entrarán en el medio más denso y ondularán entre los átomos. Nunca perder velocidad y salir del otro lado a la velocidad de la luz. La ondulación hace que el fotón tenga un camino más largo que se percibe como una desaceleración.
@boyfarrell La refracción (la flexión del rayo en la interfaz) es causada por la desaceleración de la luz, pero no la causa. La desaceleración de la luz tiene sus propias causas que son complicadas y podrían ser lo que el OP quiere saber.

Respuestas (3)

La frecuencia depende de la fuente. Es solo el número de picos o valles que pasan por un punto cada segundo.

Imagina que estás sosteniendo un extremo de una cuerda y el otro extremo está atado a una pared y estás oscilando tu mano hacia arriba y hacia abajo. Ahora, la cantidad de picos que pasan en la cuerda a través de un punto por segundo solo depende de cómo oscilas tu mano. A menos que cambie la frecuencia de oscilación de su mano, la frecuencia de onda en la cuerda no cambiará.

Esto también es similar al caso de las ondas electromagnéticas. Su frecuencia no cambiará en diferentes medios a menos que se cambie la fuente.

Mientras tanto, la longitud de onda disminuye en un medio más denso (su índice de refracción es alto) a medida que viaja lentamente en él.

Podría modificar la cuerda para terminar la analogía, tal vez un segmento más denso pueda imitar un medio ópticamente más denso aquí.
Un ancla en el fondo de una piscina atada a la cuerda que sostienes por encima de la línea de flotación sería un excelente ejemplo.

"Me dijeron que la frecuencia de la luz no cambia [...] ¿Es eso cierto? Y si es así, ¿por qué la frecuencia nunca cambia?

Es verdad. La frecuencia es el número de ciclos de oscilaciones por segundo. Cada ciclo de oscilación pasa a través del medio y del medio A al medio B y así sucesivamente. No puedes perder o ganar ciclos de oscilación en el camino. Si pudieras perder ciclos, pregúntate: ¿cuáles? ¿Cada dos ciclos, cada quinto ciclo? ¿Ciclos aleatorios? ¡Realmente no tiene sentido! Tampoco podrías ganar ciclos.

La longitud de onda disminuye cuando la luz pasa a un medio en el que viaja más lentamente. En el tiempo de una oscilación, los frentes de onda no viajan tan lejos.

La frecuencia es tan contable como la longitud de onda. ¿Cuántos picos de campo E pasan por una ubicación cada segundo?
¡ Estoy argumentando que la frecuencia es contable!
Disculpas. Toco de dislexia. Pero puedes contar el número de picos en una longitud de un metro.
"Pero puedes contar la cantidad de picos en una longitud de un metro". Estás aquí, por supuesto.
Cuando solo tiene un fotón, la pregunta "¿cuántos picos de campo E pasan por una ubicación cada segundo?" no tiene sentido, pero el fotón todavía tiene una frecuencia.

La luz se absorbe y se vuelve a emitir más en el medio más denso y, por lo tanto, tarda más en atravesarlo.

Este uso de la reemisión de absorción conduce a malentendidos semánticos interminables cuando se habla del fenómeno real de absorción electrónica. En mi opinión, debería ser preferible un término genérico como interacción. Pero este es un comentario general.
¿Qué le sucede a la luz cuando entra en un medio más denso?
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