Czy można spowolnić fotony?
Fotony są składnikiem światła. Wiemy że poruszają się ze stałą prędkością światła, która jest uniwersalną stałą fizyczną. Czy istnieje możliwość spowolnienia fotonów?
© Yurok Aleksandrovich - stock.adobe.com
W próżni fotony zawsze poruszają się z prędkością światła. Prędkość ta to uniwersalna stała fizyczna. Foton nie posiada masy spoczynkowej i nie można go spowolnić. Można jednak zmienić jego energię oraz długość fali poprzez oddziaływanie grawitacyjne, co wynika z przewidywań ogólnej teorii względności Alberta Einsteina i co wykazali w 1959 roku Pound i Rebeka. Fotony przemieszczające się w kierunku źródła pola grawitacyjnego (na przykład w kierunku Ziemi) zyskują energię przez wzrost częstotliwości fali elektromagnetycznej z nim związanej, a fotony przemieszczające się w kierunku przeciwnym tę energię tracą. Prędkość fotonów jednak nie zmienia się.
Istnieje jednak sposób, by fotony poruszały się z mniejszą prędkością. Dzieje się tak w przypadku, gdy światło nie porusza się w próżni, a przechodzi przez materialne ośrodki (powietrze, wodę, szkło i inne substancje). W efekcie otrzymujemy zjawisko załamania światła. Co ciekawe, przy przejściu światła z jednego do innego ośrodka nie zmienia się częstotliwość fali. Zmienia się natomiast długość fali i jej prędkość. W ośrodkach materialnych fotony poruszają się z prędkościami mniejszymi od prędkości swiatła.
Jak bardzo światło spowalnia w ośrodkach materialnych?
Wszystko zależy od ośrodka, w które wpada światło. Jeżeli rozpatrzymy przypadek, gdy wprost z próżni, dla której współczynnik załamania światła wynosi 1 światło wpada w atmosferę w warunkach normalnych, to mamy do czynienia ze spowolnieniem do około 99,97% pierwotnej prędkości. W przypadku szkła kwarcowego ta prędkość sięga już wartości 68,5%, a w diamentach aż około 41,3% pierwotnej wartości. Są to więc jak widać znaczne zmiany prędkości.
Ostatnio opublikowane w Pytajniku
Czy nietoperze wampiry wypijają krew?
Nierzadko można usłyszeć o nietoperzach wampirach. Skąd ta nazwa i czy faktycznie zwierzęta te wysysają krew ze swoich ofiar?
Rozwój pająków
Jakie strategie związane z rozwojem młodych występują u pająków? Czy przejawiają instynkt macierzyński? Czy karmią swoje młode?
Jak dużo jedzą zwierzęta?
Czy tylko człowiek bywa obżartuchem? Czy w świecie zwierząt również można znaleźć łakomczuchów? Ile pokarmu zjadają różne zwierzęta?
Zobacz więcej
Przeglądaj wszystkie artykuły dotyczące ciekawostek ze świata nauki.
Zobacz też
Prawo odbicia i załamania światła
Poniższa symulacja umożliwia prześledzić jak zachowuje się promień światła na granicy dwóch ośrodków optycznych. Jest to ilustracja prawa odbicia i załamania światła.
Optyka
Optyka to nauka o świetle i jego oddziaływaniu z materią, obejmująca swoim obszarem zainteresowań światło widzialne, nadfiolet, miękkie promienie rentgenowskie, podczerwień i fale radiowe do około milimetra długości.
Prędkość światła
Prędkość światła w próżni jest jednakowa we wszystkich inercjalnych układach odniesienia. Prędkość światła w próżni jest równa c = 2,9979·10^8 m/s.
Pryzmat
Pryzmat jest to bryła po trójkątnej podstawie, która zbudowana jest z przezroczystego materiału. W pryzmacie zachodzi dyspersja światła.
© medianauka.pl, 2019-11-09, ART-3705
