¿Es la refracción de la luz un proceso termodinámico?
¿Puede explicarse por la conservación de la energía?
Si es así, ¿tiene la temperatura algún efecto sobre la refracción de la luz?
Me gusta esta derivación basada en partículas.
Respuesta
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JokelaTurbine
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La refracción de la luz no es un proceso termodinámico. Si se estudia el fundamento QED de la refracción, se observa que la diferencia se produce en el tiempo. La velocidad de la luz es constante, y un fotón que es refractado, en realidad no viaja más lento, sólo recorre un camino más largo, y necesita por tanto más tiempo. Si choca con algún lugar, entonces no se refracta. Se va, y esto aumenta el calor. Pero ese no era el fotón que se refractó. Y este calor podría causar una expansión térmica en el material, lo que significa que las propiedades de refracción del material están cambiando. Sin embargo, este cambio NO es causado por los fotones refractados. Es causado por los fotones absorbidos.
Conclusión;
- No, no es un proceso termodinámico.
- No, Pero se puede explicar a través del tiempo.
- Sí, la temperatura tiene un efecto en la refracción a través de la termoexpansión, pero este cambio no es causado por la refracción. Es causado por la absorción.
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No. Sí. En una primera aproximación, no. En serio, es un proceso electromagnético y bien explicado por el electromagnetismo. ¿Por qué crees que necesita más explicaciones?
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¿Qué hace que la luz pierda su velocidad dentro de un medio diferente? Entonces como la refracción se explica por métodos clásicos debe haber conservación de la energía implicada allí
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Véase esta pregunta existente para conocer las opiniones de varios usuarios sobre las causas exactas de la refracción. Mi comentario va directamente al tema de la velocidad de la luz.
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Todos los fenómenos de la naturaleza deben seguir la termodinámica, pero eso no significa que se puedan explicar los fenómenos sólo con la termodinámica.
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La reflexión interna total tiene una interpretación termodinámica/estadística: es un desajuste entre los abundantes modos ópticos internos y los menos modos disponibles en el material menos denso ópticamente a través de la interfaz. No he pensado en un análogo similar para la refracción, pero imagino que podría utilizarse el mismo modelo mental para describir este proceso.
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Me hago eco de lo que dice @Paul, pero también puede interesarte el concepto de etendue, que relaciona la refracción desde una superficie general (como una lente) con los principios termodinámicos: physics.stackexchange.com/questions/234996/