$E = h\nu$ $P = h\nu/c$ en el vacío. Si un fotón entra en el agua, es la frecuencia de $\nu$ no cambia. ¿Cuáles son su energía y momentum : $h\nu$ ? y $h\nu/c$ ? Ya que parte de la energía y el impulso han sido transferidos al agua, debería ser menos.
Si el agua del índice de refracción es $n$, Son la energía y el impulso igual a$h\nu/n$$h\nu/c/n$ ?
No es un problema trivial, lo que implica también el cómo definir un fotón en un medio como la interacción de las partículas y el tratamiento de la excitación de medio por separado, o como un "vestido de partículas", como la interacción.
De Abraham–Minkowski controversia página de la Wikipedia:
El Abraham–Minkowski controversia es una física debate sobre el impulso electromagnético en medios dieléctricos.
[...]
- El Minkowski versión: $$p=\frac {n h \nu}{c}$$
- El Abraham de la versión: $$p=\frac {h \nu}{n c}$$
[...]
Un estudio de 2010 sugiere que ambas ecuaciones son correctas, con el Abraham versión de la cinética del impulso y la de Minkowski versión canónica de la ímpetu, y pretende explicar la contradiciendo los resultados experimentales usando esta interpretación
- Stephen M. Barnett, de la Resolución de la Abraham-Minkowski Dilema, Phys. Apo. Lett. 104, 070401 (2010), gratis pdf aquí
Ver también (Google Scholar?) en el "impulso electromagnético en un medio" o "la energía electromagnética en un medio", como esencialmente relacionado con un problema clásico.
Un fotón no transfiere parte de su energía al agua. O bien es absorbida o no lo es. La energía siempre es $E=h\nu$.
Un fotón no transferir parte de su impulso al agua. Si es absorbido, transfiere todo su impulso a un electrón de curso.
Si no, entonces hay varias explicaciones acerca de lo que sucede y ninguno de ellos es especialmente esclarecedor. Uno es la vista microscópica, presentado por la Marca en los comentarios de abajo, que el fotón viaja en su mayor parte espacio vacío, marcada cada ahora y entonces, por una partícula cargada, por lo que su impulso no cambia en absoluto.
Esto es técnicamente el más correcto, pero en mi opinión no es muy útil si usted está buscando a escalas macroscópicas. En ese caso, tenemos la de Abraham-Minkowski controversia acerca de si el fotón del impulso es mayor o menor en un medio. Steve Barnett pretende haber resuelto esta controversia en un documento de 2010, como se menciona en el artículo de la Wikipedia, y me parece que el papel fácilmente legible y esclarecedor. Según Barnett, el Abraham impulso, $P=h\nu/cn$, corresponde a la cinética impulso del fotón (que es el impulso por lo general se piensa de cuando se considera un macroscópicas del cuerpo en movimiento); y la de Minkowski impulso, $P=nh\nu/c$, es la canónica de impulso (que se define como la constante de Planck dividida por la longitud de onda de de Broglie del cuerpo).
La respuesta es que "el impulso" de un fotón en un medio que no es un concepto definido, por lo que necesita para especificar de qué está hablando.
Trabajo principalmente con ondas planas a mí mismo, yo prefiero decir $\vec{p}=\hbar\vec{k}$ (que, de hecho, crece por un factor de $n$ en un medio), ya que esto me permite de forma intuitiva explicar varios fenómenos en términos de conservación del impulso. Yo se admiten libremente que esto es una simplificación excesiva, y también no es intuitivo en el sentido de que no hay una buena explicación de por qué los fotones del impulso debe ser mayor, sólo la insatisfacción en la matemática explicación que, dado que la velocidad de la luz es "efectiva" bajan en el agua, el impulso es "efectiva" superior.
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