Men zegt dat de lichtsnelheid trager is in materie dan in het luchtledige.
Is dit zo omdat het lichtdeeltje (foton?) botst met de elektronen en de kernen van de atomen van de bepaalde materie? (En dus dat de lichtsnelheid wel hetzelfde blijft, maar een langere afstand aflegt?)
Of wordt het licht echt vertraagt door de interactie met de materie? (Over wat voor interactie hebben we het dan?)
Licht is een golfdeeltje. In het luchtledige kan deze golf zich zo snel mogelijk verplaatsen (aan de lichtsnelheid), maar in materie zijn er atomen waarmee deze golf dan zou botsen. Om deze botsingen te vermijden zal de golf zijn snelheid aanpassen en tussen de atomen heen bewegen.
Je kan stellen dat de aanpassing van deze snelheid gebeurt door een interactie met de materie. Rond elke atoomkern hangt een electronenwolk. Wanneer licht erop invalt zal deze wolk mee bewegen op de frequentie van de lichtgolf. De energie die nodig is om deze electronenwolk in beweging te zetten is afkomstig van het invallende lichtdeeltje (foton). Het foton is dus geabsorbeerd. Een bewegende electronenwolk zal echter ook opnieuw energie uitstralen wanneer de wolk opnieuw stilvalt. Aangezien de electronenwolk op de frequentie bewoog van het invallende licht, is de nieuw uitgestuurde energie opnieuw een lichtdeeltje (identiek aan het invallende). Netto is er dus op het eerste zicht niets gebeurd: Een lichtdeeltje viel in, en een identiek lichtdeeltje verlaat het atoom weer. Dit proces duurt echter een bepaalde tijd en je kan dus stellen dat het lichtdeeltje vertraagd is.
Dus ik zou kunnen stellen dat de snelheid van het licht altijd een constante 299 792 458 m/s is. Maar als licht door materie reist, ze dan opgenomen wordt door de elektronenwolk, weer reist aan de constante lichtsnelheid tot ze weer opgenomen wordt door een nieuwe elektronenwolk enzovoort. En dat het daardoor lijkt alsof het licht trager gaat door materie wat in de werkelijkheid zo niet is ?
Eigenlijk niet. De afstanden tussen twee atomen zijn zo klein (orde 10^-9 m), dat je niet echt kan spreken over discrete gebeurtenissen. Het proces dat ik schetste, is daardoor iets continu. Het probleem is dat traditionele begrippen als plaats en snelheid vaag worden en een bepaalde onzekerheid krijgen op deze afstanden (je moet hier teruggrijpen naar quantum mechanica). Het is dus het veiligst om de snelheid van het licht in materie toch als gereduceerd te zien.
Enkel de vraagsteller en de wetenschapper kunnen reageren op een antwoord.
© 2008-2025
Ik heb een vraag wordt gecoördineerd door Eos wetenschap. Voor vragen over het platform kan je terecht bij liam.verbinnen@eos.be
