waarom bestaat er straalbreking?

Licht is een constante rechte lijn, die moet vervolgens door een barière gaan (moleculen moet je niet vergelijken met 1 rechte lijn maar als losse deeltjes). Die houden een gedeelte van het licht tegen. Afhankelijk van het materiaal zal de licht zodanig worden tegengehouden en ook gereflecteerd dat je een gebroken straal krijgt.

Toegevoegd na 32 seconden:
barrière*

Je kunt de gebroken straal beschrijven als de snelste weg tussen twee punten voor het licht. Stel je voor dat je ergens op de heide moet zijn en er loopt een fietspad op 50 meter langs die plek, dan sla je af waar je niet al te veel moet omlopen maar ook niet al te lang door de hei hoeft te strompelen. Het licht doet ook zoiets, alle mogelijke paden van licht worden beschreven met een golffunctie, die bepaalt waar het foton zich met een bepaalde waarschijnlijkheid bevindt en alle paden die langer duren dan het snelste pad vallen tegen elkaar weg.

Het snelheidsverschil van licht in glas en licht in lucht wordt verklaard door de hoeveelheid interacties met elektronen onderweg, tijdens zo een interactie bestaat het foton even niet meer, maar is een elektron versneld, de invloed op het elektrische veld wekt weer een foton op met dezelfde energie en op die manier gaat er wat meer tijd verloren in glas.

Doordat de golfsnelheid van het licht in het ene medium anders is dan in het andere, beschreven in de Wet van Snellius, breekt zo het licht.

De snelheid van het licht is in vacuum hoger dan in lucht en in lucht is hij hoger dan in glas.
Raakt de lichtstraal een stof schuin dan heb je het effect wat je krijgt als je met een auto de berm raakt, de auto wordt aan de bermkant sterker afgeremd dan aan de wegkant en zo slipt de auto nog sterker de berm in.

Bij het uit het glas treden van de lichtstraal treedt het omgekeerde effect op en is de straal bij uittreding versprongen maar heeft wel weer dezelfde richting als voor de straal het glas binnendrong.

Toegevoegd na 8 minuten:
Snellius is de man die via een eenvoudige cirkelconstructie-tekening de brekingsindex inzichtelijk maakt en daarmee heeft men de wet van Snellius ingevoerd.
Deze was aanvankelijk puur op praktische waarnemingen gebaseerd maar bleek ook theoretisch consistent te zijn.
Hij verstond de kunt om een best ingewikkeld principe (bleek later) door een praktische benadering sluitend te krijgen.
Hij was een groot Nederlander (met een verlatijnste naam, oorspronkelijk Dhr, Snel) waar we trots op mogen zijn.

Om het te bestuderen heb ik een keer een simulatie gemaakt van een brede lichtstraal. De verplaatsing van de voorste punten van die lichtstraal maakte ik afhankelijk van het medium waarin ze verkeerden.
Daarbij kon ik de breking simuleren in verschillende situaties en ook volledige terugkaatsing.
Dat programmaatje heb ik geschreven in QBasic onder DOS. Onlangs geprobeerd het onder Windows Vista te compileren. En dat lukte.
Ik zal het programma op internet plaatsen.
Na het downloaden kun je het gewoon uitvoeren. Er verschijnen twee vensters. In een van die vensters verschijnt een menu. Als je 6 kiest verschijnt een demo.

Toegevoegd na 16 minuten:
In de bron is de bovenste een link naar het programma.
De onderste een link naar de QBasic source.

Toegevoegd na 12 uur:
Het downloaden getest op een andere computer dan de mijne. Na het starten verschijnt 1 scherm. Dat kan naar volledig scherm worden vergroot.

De vraag waarom bestaat er lichtbreking zie je beantwoord als het programma draait.