Wie kann ein verlangsamter Lichtstrahl gebogen werden?

Wenn Licht durch Luft wandert, wird es langsamer und krümmt sich schließlich. Aber wie? Wenn ich geradeaus laufe und langsamer werde, sollte ich dann nicht immer noch geradeaus laufen?

Dieser Link gibt eine gute Erklärung, imo: physicalclassroom.com/class/refrn/Lesson-1/… Auch in Bezug auf Ihre Frage könnten Sie auf dieser Website nach Beiträgen zu Luftspiegelungen suchen. Ich habe nicht nachgesehen, aber ich würde es mir vorstellen sind ähnliche Fragen wie du.
Eine Erinnerung, dass Kommentare dazu dienen, um Klärung zu bitten und Verbesserungen vorzuschlagen. Ich habe einige Kommentare gelöscht, die diesem Zweck nicht dienten.

Antworten (2)

Wenn Sie Lichtkrümmungen sagen, nehme ich an, dass Sie über Brechung sprechen, dh die Änderung des Winkels des Lichts, die durch das Snellsche Gesetz gegeben ist .

Du fragst:

Wenn ich geradeaus laufe und langsamer werde, sollte ich dann nicht immer noch geradeaus laufen?

aber angenommen, ein Fuß wird langsamer, der andere nicht. In diesem Fall würden Sie in die Richtung des gebremsten Fußes drehen. Dies ist analog (aber nicht genau dasselbe) wie, was passiert, wenn Licht gebrochen wird. Trifft Licht frontal auf eine Brechungsindexgrenze, d.h ich = R = 0 , dann ist es nicht verbogen. Die Winkeländerung tritt auf, wenn das Licht in einem Winkel größer als 0 auf eine Brechungsindexgrenze trifft, sodass zuerst eine Seite der Wellenfront abgebremst wird.

+1 also ist es die Änderung der Dichte in der Atmosphäre, die das Licht beugt?
Das plus die meist nicht orthogonale Richtung, in der das Licht bzgl. des Dichtegradienten ankommt.

Lassen Sie mich dieses Diagramm posten, um Rennies Antwort mit einer grafischen Darstellung zu ergänzen:

Stellen Sie sich, wenn Sie so wollen, nicht einen einzelnen Lichtstrahl, sondern eine Reihe von Wellenfronten vor. Wenn ein Teil der Wellenfront aufgrund einer anderen Dichte langsamer wird, wird die Wellenlänge ebenfalls komprimiert, wodurch die charakteristische Krümmung eingeführt wird.

Geben Sie hier die Bildbeschreibung ein

Das grundlegende Physikbuch, das ich vor langer Zeit gelesen habe, als es als eine Gruppe von Menschen erklärt wurde, die Seite an Seite auf hartem Boden laufen, wenn sie den Rand eines Sandstrandes erreichen und weiterlaufen (aber langsamer). Ein Ende der Leine erreicht den Sand und wird früher langsamer, während das andere Ende ihn später erreicht und länger schnell fährt. Sobald sie alle im Sand sind, sind sie immer noch in einer geraden Linie, aber die Linie zeigt in eine andere Richtung als vorher.
Okay, ich glaube, ich verstehe, warum Licht gebrochen wird, aber könnten Sie erklären, wie das Prinzip von Fermat und Huygens die Brechung ist?
@mohabdi So wurden diese Prinzipien ursprünglich abgeleitet. Das findet man in jeder Erklärung der jeweiligen Prinzipien – das ist immer noch Physik auf Gymnasialniveau. Was genau verstehst du nicht?
Zum Beispiel die Aussage „Die ebene Lichtwelle breitet sich im freien Raum mit Lichtgeschwindigkeit c aus“. Was ist eine "ebene" Lichtwelle?
Warum bleibt die Wellenfront so zusammen, anstatt so etwas zu tun ? Das hätten die Leute in der @hobbs-Analogie sicherlich getan.
@ Random832, das ist im Grunde das gleiche Diagramm, was die Wellenfronten betrifft, außer dass der rote Pfeil nicht optimal gezeichnet ist. Es ist nicht senkrecht zu den Wellenfronten und daher keine echte Darstellung der neuen Richtung. Richten Sie den roten Pfeil an den neuen Wellenfronten aus.
Nein, mein Diagramm veranschaulicht eine hypothetische Situation, in der sich jedes Photon in die gleiche Richtung fortbewegt, in die es sich ursprünglich bewegt hat, im Gegensatz zu seinem tatsächlichen Verhalten. Was ist die physikalische Ursache dafür, dass sich die Welle senkrecht zu den Wellenfronten ausbreitet, anstatt dass die Wellenfronten relativ zur Ausbreitungsrichtung verzerrt sind?
Außerdem verstehe ich die "Wellenfronten" in beiden Diagrammen als die Hüllkurve der Positionen von Photonen, die die Quelle gleichzeitig verlassen haben. Sie sind nicht immer planar (für eine Punktquelle sind sie kugelförmig) und entsprechen sicherlich nicht physikalischen Wellen, da dies kein kohärentes Licht ist.
@ Random832 , wenn das Licht nicht kohärent ist, besteht es aus verschiedenen Wellenlängen und jede Wellenlänge wird unterschiedlich stark gebogen. Das liegt an der Wellennatur des Lichts. Ich glaube nicht, dass dieses Verhalten mit Photonenteilchen erklärt werden kann, und das ist Teil der Bedeutung der dualen Natur des Lichts, sowohl Teilchen als auch Wellen. Wenn Sie versuchen, es zu erklären, indem Sie seine Wellennatur ignorieren, sind Sie möglicherweise sehr ratlos.
@Octopus Light kann monochromatisch sein, ohne kohärent zu sein. Ich verstehe einfach nicht, woher jedes Photon "weiß", dass der Rest der Oberfläche schräg ist.
@ Random832 das ist eine gute Frage und leider kann ich sie nicht gut erklären, außer dass sie im Quantensinne aus dem Prinzip der geringsten Aktion herausfällt. Vielleicht kann es hier in eine andere Frage umgewandelt werden?
Wie kann ein verlangsamter Lichtstrahl gebogen werden?
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