Secundaria la Luz

[Oriol Frigola Manzano]

Como puede la luz rebotar contra una superfície, sin tener masa? Que choca con que?

Gracias,

Oriol

[arreldepi]

Re: la Luz

Aunque no tenga masa, sí que tiene momento. Lo que sucede es que el átomo de la superfície contra la que rebota absorve ese fotón, excita un electrón, y al desexcitarse el electrón emite otro fotón.

[pod]

Re: la Luz

Esta pregunta se puede responder de muchas formas diferentes, dependiendo de a qué escala nos quedemos. Puesto que lo has puesto en el foro de cuántica, tenemos que elegir si usamos la descripción de partículas o la de ondas (recuerda la dualidad onda-corpúsculo). Además, a nivel cuántico no existen las superfícies; lo que realmente existe es una cantidad ingente de electrones que "orbitan" al rededor de núcleos.

Si nos quedamos con partículas, la luz se describe como un ejercito de fotones. Estos fotones son partículas sin masa, pero siguen siendo partículas, y pueden colisionar sin ningún problema. Al colisionar con los electrones, pueden ocurrir varias cosas. La que nos interesa más es que el fotón desaparece y el electrón absorbe su energía. Posteriormente, el electrón vuelve a descender a su nivel energético anterior emitiendo un nuevo fotón similar al anterior, pero con una dirección diferente. Si esta dirección es hacia dentro del sólido, lo normal es que ese nuevo fotón acabe por colisionar con otro electrón y se repita el proceso. Dependiendo de la probabilidad con la que colisionen los fotones con los electrones de ese material, existe mayor o menor posibilidad de que los fotones que penetran más adentro en el material consigan atraversarlo (materiales transparentes). Sino, sólo sobrevivirán los fotones que vuelven hacia afuera, con lo cual tendremos un material opaco.

Si nos quedamos con ondas, entonces la luz es una onda electromagnética (en esta descripción, el concepto de masa ni siquiera existe, las ondas nunca tienen masa; las que pueden tener masa o no son las partículas asociadas en la otra descripción, los fotones). Una onda electromagnética no es más que un campo eléctrico oscilante; por lo tanto, este campo eléctrico hace oscilar los electrones del material (fíjate que esto es lo equivalente a "el electrón absorbe la energía del fotón" en la descripción de partículas"). Entonces, un electrón oscilando crea una nueva onda electromagnética. Esta nueva onda electromagnética se superpondrá a la primera; en algunas zonas habrá interferencia destructiva, mientras que en otras habrá interferencia constructiva. Fíjate que cada electrón del material es un emisor de nuevas ondas, así que el resultado de la interferencia total es complicado de calcular; pero aún así se ha hecho (de hecho, esta descripción es anterior a la cuántica). Se demuestra que, según la disposición de los átomos y las posibles resonancias en la oscilación de los electrones, aparecen dos zonas de interferencia constructiva, justamente en las direcciones dadas por los ángulos de reflexión y refracción (ley de Snell). Esta es una forma de demostrar la ley de Snell a partir de primeros principios (con la descripción de partículas es, probablemente, más complicado hacerlo).

[Oriol Frigola Manzano]

Re: la Luz

todo esto venía a que el otro día leí un artículo sobre las Velas solares, un invento realmente curioso. Trata de unas "velas" que aprovechan el impulso lumínico del sol y su uso sería para vehículos espaciales.
Aquí podeis leer el artículo de la wikipedia.