Γιατί το κυματοειδές αλλάζει με ταχύτητα φωτός;
* Η ταχύτητα φωτός είναι σταθερή: Σε ένα κενό, η ταχύτητα του φωτός (C) είναι μια θεμελιώδη σταθερά, περίπου 299.792.458 μέτρα ανά δευτερόλεπτο. Δεν αλλάζει με βάση την πηγή ή τον παρατηρητή.
* Το μήκος κύματος και η συχνότητα σχετίζονται: Η σχέση μεταξύ του μήκους κύματος (λ), της συχνότητας (F) και της ταχύτητας του φωτός δίνεται από:
`` `
c =λf
`` `
* Οι αλλαγές στο μέσο επηρεάζουν το μήκος κύματος: Όταν το φως ταξιδεύει μέσα από ένα μέσο εκτός από ένα κενό (όπως ο αέρας, το νερό ή το γυαλί), η ταχύτητα του αλλάζει. Αυτή η αλλαγή στην ταχύτητα οδηγεί σε μια αλλαγή στο μήκος κύματος του φωτός. Η συχνότητα, ωστόσο, παραμένει σταθερή.
Εδώ είναι μια απλή εξήγηση:
Φανταστείτε τα φωτεινά κύματα ως κυματισμούς σε μια λίμνη. Η συχνότητα των κυμάτων αντιπροσωπεύει πόσες κυματισμούς περνούν ένα σημείο ανά δευτερόλεπτο. Το μήκος κύματος είναι η απόσταση μεταξύ δύο διαδοχικών κυματισμών.
* ταχύτητα φωτός σε κενό: Σε ένα κενό, οι κυματισμοί ταξιδεύουν με τη μέγιστη ταχύτητα. Η συχνότητα και το μήκος κύματος είναι ισορροπημένα για να διατηρηθούν αυτή η ταχύτητα.
* ταχύτητα φωτός σε ένα μέσο: Όταν οι κυματισμοί εισέρχονται σε ένα διαφορετικό μέσο (όπως ένα ρηχότερο μέρος της λίμνης), η ταχύτητά τους μειώνεται. Για να διατηρηθεί η σταθερή συχνότητα, η απόσταση μεταξύ των κυματισμών (μήκος κύματος) πρέπει επίσης να μειωθεί.
Συνοπτικά:
* Η ταχύτητα του φωτός σε ένα κενό είναι σταθερή.
* Οι αλλαγές στην ταχύτητα του φωτός εμφανίζονται όταν διέρχεται από διαφορετικά μέσα. Αυτή η αλλαγή στην ταχύτητα επηρεάζει το μήκος κύματος του φωτός, όχι τη συχνότητα.
* Η σχέση μεταξύ του μήκους κύματος, της συχνότητας και της ταχύτητας του φωτός διατηρείται πάντα (c =λf).
