Det grundläggande skälet:
* Ljus är en våg: Ljus reser som en elektromagnetisk våg.
* Interaktion med materia: När ljus kommer in i ett nytt medium (som från luft till vatten) interagerar dess våg med atomerna och molekylerna i det materialet.
* Försening i förökning: Denna interaktion orsakar en liten försening i ljusets förökning.
Hur hastighet förändras:
* långsammare i tätare media: Ju tätare mediet, desto mer lätt interagerar det och desto långsammare reser det. Det är därför ljuset bromsar när det kommer in i vatten eller glas, som är tätare än luft.
* snabbare i mindre täta medier: I mindre täta medier, som ett vakuum, reser ljus med maximal hastighet. Detta är ljusets hastighet i ett vakuum, som är en konstant, betecknad med 'C' (cirka 299 792 458 meter per sekund).
* brytning: Denna hastighetsförändring är orsaken till att ljus böjer sig när den kommer in i ett annat medium. Denna böjning kallas brytning, och det är det som gör att vi kan se genom linser och prismor.
Nyckelpunkter:
* Frekvens förblir densamma: Medan ljusets hastighet förändras förblir dess frekvens (antalet vågor som passerar en punkt per sekund) konstant.
* våglängdsförändringar: För att tillgodose förändringen i hastighet förändras våglängden (avståndet mellan två vågor av en våg) ljus.
* Index för brytning: Förhållandet mellan ljusets hastighet i ett vakuum och ljusets hastighet i ett givet medium kallas brytningsindexet. Högre brytningsindex innebär långsammare hastighet.
Sammanfattningsvis:
Lätt bromsar ner när det kommer in i ett tätare medium på grund av dess interaktion med materialet. Ljusfrekvensen förblir densamma, men dess våglängd förändras för att tillgodose förändringen i hastighet. Denna hastighetsförändring får ljuset att böjas, vilket kallas brytning.
