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Dirección de la luz

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  • Otras carreras Dirección de la luz

    Estoy un poco pesado últimamente, pero estoy durmiendo fatal y me entretengo pensando en la física….


    Anoche se me vino a la cabeza una idea que vino de la respuesta de Alriga en mi último hilo y se ve que me dejó algo confundido.


    Coincide además con otra respuesta que dio Carroza a otro hilo mío de hace ya mucho tiempo.


    Lo que no entiendo es el asunto de la “dirección de la luz”


    Si pienso en los faros de un coche o en una linterna, está claro que el “chorro” de luz está orientado hacia una dirección. Primero porque está rodeado de conos y cristales que hacen esa función. Y segundo porque detrás del faro hay un coche o una linterna.


    Pero con todo y con eso, aunque no nos deslumbra como si nos apuntase directamente, es evidente que todos somos capaces de ver las luces de un faro o de una linterna aunque apunten en dirección opuesta a la que estamos.


    Por otro lado, una estrella se ve desde todas las direcciones. Igual que la llama de una vela o la luz de una hoguera.


    Si caliento un hilo de metal haciendo pasar una corriente eléctrica por él, su luz se verá desde todas partes.


    Así que imagino que si fuera capaz de excitar un electrón de un átomo con rayos más allá del espectro visible y luego dejo que el electrón decaiga a su nivel original, emitirá un fotón, que debería verse desde todas partes.


    La idea que yo me hago de la emisión de un fotón es similar a la de un globo hinchándose, que avanza en todas direcciones.


    ¿Esto es así o es una partícula que avanza con una dirección?


    ¿Cuándo y por qué hay que tener en cuenta la “dirección” de la luz?
    Demasiado al Este es Oeste

  • #2
    Re: Dirección de la luz

    Escrito por Pola Ver mensaje
    ... emitirá un fotón, que debería verse desde todas partes ...
    Eso es completamente incorrecto. Un fotón solo puede detectarse 1 vez en un solo lugar.

    Si tu método de emisión de fotones es omnidireccional y emites fotones de 1 en 1, podrás ir detectándolos con igual probabilidad en cualquier punto de una esfera centrada en el emisor, pero siempre se detectarán de 1 en 1.

    Si tu método de emisión de fotones solo los emite en una dirección, como por ejemplo un LASER o una linterna solo verás fotones en esa dirección.

    Una estrella o una vela emiten muchos fotones omnidireccionalmente al mismo tiempo, por lo tanto también muchos fotones llegan simultáneamente a muchos puntos de una superficie esférica centrada en la estrella, pero cada fotón individual solo se puede detectar en un único punto de esa esfera.

    Saludos.
    Última edición por Alriga; 21/11/2018, 12:04:06. Motivo: Corregir "electrones" por fotones
    "Das ist nicht nur nicht richtig, es ist nicht einmal falsch! "

    Comentario


    • #3
      Re: Dirección de la luz

      Escrito por Pola Ver mensaje
      Así que imagino que si fuera capaz de excitar un electrón de un átomo con rayos más allá del espectro visible y luego dejo que el electrón decaiga a su nivel original, emitirá un fotón, que debería verse desde todas partes.
      Supongamos que nada interfiere en la trayectoria y lo puedes recibir desde todos lis ángulos posibles.


      Escrito por Pola Ver mensaje
      La idea que yo me hago de la emisión de un fotón es similar a la de un globo hinchándose, que avanza en todas direcciones.
      La onda, la puedes visualizar como una esfera centrada en el emisor, cuyo radio crece a la velocidad de la luz.


      Escrito por Pola Ver mensaje
      ¿Esto es así o es una partícula que avanza con una dirección?
      Avanza en todas las direcciones, y a medida que te alejas de la fuente la probabilidad de que el fotón sea absorbido por una superficie disminuye con el cuadrado de la distancia.


      Escrito por Pola Ver mensaje
      ¿Cuándo y por qué hay que tener en cuenta la “dirección” de la luz?
      A ver si te aclaro algo, supone que quieres recibir los fotones con uno de de tus ojos, varios estudios indican que son necesarios desde 4 a 6 fotones por segundo pasando por tus pupilas de d=0.5cm de diámetro los necesarios para poder discernir si se esta emitiendo luz en una habitación en total oscuridad, esa cantidad es el umbral.

      Supón que tu emisor esta a R=100cm de tu ojo, como ya te darás cuenta un único fotón no podrás, detectarlo con tu ojo, pero veamos cuantos son necesarios al menos,
      Fijemos el umbral en n=5 f/s la cantidad mínima de fotones, que deben decaer por unidad de tiempo en el emisor debe ser

      Se necesitan mas de tres millones de fotones al segundo para que en en la esfera de 1 metro de radio pasen al menos 5 por segundo por el área del ojo y sea detectable.

      Los tres millones tenían la misma probabilidad de acabar llegando al ojo pero de media llegaran 5/s.

      Saludos Alriga no vi que habías contestado.
      Última edición por Richard R Richard; 21/11/2018, 16:49:56. Motivo: Pd corregir ortografia

      Comentario


      • #4
        Re: Dirección de la luz

        Entendido.

        Gracias por las respuestas.

        PD Por cierto Richard, muy curiosos los datos y los cálculos que pones sobre el número de fotones necesarios para detectar un rayo de luz. Gracias
        Última edición por Pola; 21/11/2018, 16:58:11.
        Demasiado al Este es Oeste

        Comentario


        • #5
          Re: Dirección de la luz

          Escrito por Pola Ver mensaje
          ... Si pienso en los faros de un coche o en una linterna, está claro que el “chorro” de luz está orientado hacia una dirección. Primero porque está rodeado de conos y cristales que hacen esa función. Y segundo porque detrás del faro hay un coche o una linterna. Pero con todo y con eso, aunque no nos deslumbra como si nos apuntase directamente, es evidente que todos somos capaces de ver las luces de un faro o de una linterna aunque apunten en dirección opuesta a la que estamos ...
          Eso es así porque hay aire. Algún fotón (pocos) procedente de la linterna es absorbido por un átomo de los que componen el aire y es reemitido un nuevo fotón "secundario" en una dirección aleatoria, lo que hace que alguno de esos fotones secundarios llegue a tu ojo y puedas ver el haz de la linterna.

          Si estuvieses en el vacío solo verías fotones si tu ojo está dentro del haz. Dicho de otra manera, si un astronauta en el espacio sostiene con su brazo extendido una linterna apuntando hacia delante hacia el espacio vacío, él no ve si la linterna está encendida o está apagada. Y quien esté posicionado lateralmente sin ver ningún trocito del foco de salida de la linterna, tampoco sabe si está encendida o apagada.

          En "La guerra de las galaxias" unas naves lanzan rayos LASER para destruir a otras, y nosotros desde una posición lateral vemos la traza del LASER que va de la nave emisora a la nave víctima, lo cual es espectacular. Espectacular pero falso, en el espacio no hay aire, por lo tanto no se pueden ver las trazas. La realidad es que en una "guerra de las galaxias" de ese tipo, solo verías la luz que te mata.

          Saludos.
          "Das ist nicht nur nicht richtig, es ist nicht einmal falsch! "

          Comentario


          • #6
            Re: Dirección de la luz

            Desde luego....es sorprendente el asunto del rayo de luz en el vacío. Y tampoco lo sabía. No se me había ocurrido pensarlo. Gracias y un saludo
            Demasiado al Este es Oeste

            Comentario


            • #7
              Re: Dirección de la luz

              Escrito por Alriga Ver mensaje
              Eso es así porque hay aire. Algún fotón (pocos) procedente de la linterna es absorbido por un átomo de los que componen el aire y es reemitido un nuevo fotón "secundario" en una dirección aleatoria, lo que hace que alguno de esos fotones secundarios llegue a tu ojo y puedas ver el haz de la linterna.
              También se dispersa la luz al chocar con el polvo atmosférico. De esa forma se ha podido estudiar el movimiento Browniano de las suspenciones...https://es.wikipedia.org/wiki/Movimiento_browniano



              Alimentado el off topic

              Escrito por Alriga Ver mensaje
              Y quien esté posicionado lateralmente sin ver ningún trocito del foco de salida de la linterna, tampoco sabe si está encendida o apagada.
              a menos que se lea "On" sobre el mango...

              Escrito por Alriga Ver mensaje
              En "La guerra de las galaxias" unas naves lanzan rayos LASER para destruir a otras,
              JaJa Como es que creemos cualquier cosa, justo "esperar" a que alcancen el orificio ... cuando es casi inmediato , luego los dos rayos que doblan al ingresar.... y eliminan a la estrella de la muerte ... unos genios Spielberg y Lucas...9 o 10 películas se hicieron después de eso y sigo siendo fanático.

              Y lo mas increíble, es que el disparo LASER y las explosiones tengan sonido en el espacio......

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              • #8
                Hoy he visto estos videos que les dejo a continuación, que con un poco de "trampa", logran registrar lo que Pola quería ver... miren el video y luego me cuentan si se dieron cuenta dónde esta la trampa...





                Comentario


                • #9
                  Gracias por los vídeos Richard. La verdad es que no he sido capaz de detectar dónde está el truco....

                  He vuelto a éste hilo, porque ésta mañana, releyendo un libro sobre entrelazamiento, habla de cómo un electrón que desciende dos orbitales, emite dos fotones que están entrelazados. Pero los fotones salen siempre EN DIRECCIONES OPUESTAS. Así que me ha hecho polvo la ídea de propagación de la luz con la que me había quedado tras éste hilo: una esfera centrada en el emisor cuyo radio crece a la velocidad de la luz.

                  Ahora resulta que hemos vuelto al principio y que la luz tiene una dirección.

                  ¿O no?
                  Demasiado al Este es Oeste

                  Comentario


                  • #10
                    No, no la tiene, el truco es otro, El haz de láser emite un pulso muy corto de millones de fotones , que se les obliga ha ir en una dirección determinada, el pulso es tan corto que todos los fotones emitidos están concentrados en una región pequeña del espacio, menor a la longitud de la botella. La botella contiene agua y muy poca cantidad de leche disuelta, como para ser translucida, pero lo suficiente, como para que los fotones choquen en la materia orgánica y se desvíen de su trayectoria rectilínea, es decir se dispersan,(se absorben y se reemiten en otra dirección) y son captados de ese modo por una cámara lateral sensible a la poca intensidad dispersada.

                    La velocidad de la captura de la cámara es tan rápida, que permite y registrando los fotones dispersados, a medida que el haz potente longitudinal avanza, dando la idea que estamos viendo como avanza la luz. Recuerda que la velocidad de la luz en el agua es menor que en el vacío, por lo que la velocidad lateral del haz entre cola y pico de la botella no es sino donde es el indice de refracción de la mezcla de agua y leche.

                    Sobre el tema de la emisión de los fotones entrelazados, poco entiendo, prefiero que recibas mejor repuesta que la que te puedo dar..

                    Ese azul registrado, es parecido al azul de los fotones de Cherenkov, pero me temo que es una composición digital de video a la que se le dio ese color.

                    Pd la intensidad del Laser al salir de la botella es menor que al entrar, la intensidad perdida es la que sale omnidireccionalmente, y una pequeña porción de esta es la que registra la cámara, algunos otros fotones, golpean con tanto impulso a la materia orgánica, que la mueven provocando agitación térmica, o bien que a la larga emita fotones del infrarrojo.
                    Última edición por Richard R Richard; 09/08/2019, 19:02:52.

                    Comentario


                    • #11
                      Entendido. Gracias Richard.

                      Seguiré con la idea de la expansión en todas direcciones. Igual cuando hacen el experimento de entrelazamiento es con rayos láser o algo así y eso hace que tenga una dirección...
                      Demasiado al Este es Oeste

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