В прошлой статье мы говорили, что ни «шпала» Гюйгенса, ни более поздняя геометрия траектории синусоидальной волны никак не смогли объяснить причины преломления. Хотя закономерность
общими усилиями и была определена. Дальнейшие упражнения на эту тему не используют «шпалы», волновые числа, и штрихованные проекции векторов на ось, которая граница между средами, вероятно потому, что они никак не относятся к физике света.
При переходе света из вакуума в среду, или из одной среды в другую у света меняются направление луча и скорость света. То есть, два параметра.
Версий объяснений этих изменений несколько. Мы рассмотрим две, самые распространенные. Говорить будем не только о преломлении, но и о дисперсии. В конкретной среде происходит преломление света с неким общим для этой среды коэффициентом преломления. Например, для воды (t=0°C) n=1.33. Но для каждого фотона в этой среде коэффициент немножечко свой. Вот, для длины волны 7.065*10^-7м – это 1.33095, и т. д.
В первой версии дисперсия позиционируется как взаимодействие э/м волны света с заряженными частицами среды. То есть, это случай, когда с веществом свет взаимодействует не как частица, согласно утверждению дуализма, а как волна.
(Трофимова, "Курс физики", М., «Высшая школа», 1985г, стр. 279.):
«В теории Лоренца дисперсия рассматривается как результат взаимодействия электромагнитных волн с заряженными частицам, входящими в состав вещества и совершающими вынужденные колебания в переменном электромагнитном поле волны.»
В более поздних версиях:
У А.М. Саржевского, «Оптика», М., «URSS», 2017г., стр.285.
«Действие световой волны на электроны (или ионы) вещества и обратное взаимодействие вещества на электромагнитную волну сводятся к возбуждению колебаний электронов (ионов) в такт с колебаниями электрического вектора световой волны и возникновению вследствие этого вторичных электромагнитных волн».
И вариант с просто полем электромагнитной волны, и вариант с вторичными волнами пытается обосновать изменение скорости света, но ничего не говорит об изменении направления.
Смешных натяжек тут еще много, но мы приведем наиболее смешную:
Если в формулу частоту собственных колебаний электронов положить меньше, то в результате выйдет абракадабра.
*
Вторая версия полагает причиной снижения скорости света в среде поглощение/переизлучение фотонов (частиц) атомами среды. Эта версия тоже ничего не говорит о причинах изменения направления света. И совершенно не соответствует другим утверждениям теорий света.
Хотя, поглощение/переизлучение несомненно имеет место быть. В результате мы, например, при пропускании сквозь среду монохроматического света, имеем кроме луча, прошедшего сквозь среду, некоторое количество измененных фотонов. Это так называемые «стоксовы спутники».
«Различие энергий фотонов связанно с переходом молекулы из нормального состояния в возбужденное (испущенный фотон будет иметь меньшую частоту – возникает стоксов спутник), либо из возбужденного состояния в нормальное (испущенный фотон будет иметь большую частоту – возникает антистоксов спутник)». (Трофимова, "Курс физики", М., «Высшая школа», 1985г.)
Но выходить они будут позже основного луча, и в разном направлении.
В заключении мы бы хотели сказать следующее:
В явлении преломления и дисперсии имеют значение множество факторов, как со стороны самого света, так и со стороны среды (температура, плотность, химические и физические особенности среды). Возможно, основной причиной изменения направления света является сопротивление электростатического поля внутри среды.