Cuando se emite luz desde una fuente, y esa fuente se apaga, ¿los fotones desaparecen instantáneamente o siguen viajando?

Se aplican las leyes de Maxwell. No hay fotones en las leyes de Maxwell. Las leyes tampoco requieren una carga eléctrica. Desde Maxwell se sabe que las ondas EMR transmiten energía e impulso. Las ondas no son dispersivas en el espacio libre, por lo que cualquier pulso viajará en el espacio.

Einstein introdujo quanta en la imagen, a partir de su trabajo en fotoelectricidad. La cuantización ya se conocía con respecto a la teoría del calor del oscilador. Einstein extendió el resultado de Maxwell al sugerir que la luz se cuantificó sin un oscilador que lo produjera. Entonces, ahora tenemos ondas electromagnéticas no solo disociadas de la carga eléctrica, sino que tienen efectos de oscilación de carga disociados de un oscilador de carga.

La relación simple E = nhf se puede introducir aquí. E es energía, n es un recuento, f es la frecuencia de onda en ciclos por segundo, yh es una constante de la naturaleza, como c. Independientemente de cómo desee tener en cuenta la energía involucrada en la EMR, puede descomponerse en un número contable de cuantos para una frecuencia dada de esa radiación.

En este punto, muchas personas comienzan a malinterpretar estos simples hechos.

• Las ondas de luz no se han ido, simplemente porque hemos introducido una granularidad de sus propiedades.
• Los rodamientos de bolas no han aparecido repentinamente, simplemente llamando a quanta “partículas”.

Puede ser útil volver a Newton aquí. Newton no desarrolló el concepto de energía claramente, pero sentó las bases en la teoría de la fuerza. Y no olvidemos tampoco a Faraday, que presionó por la fuerza como una abstracción al concebir los campos, y que entendió claramente que si llevamos una fuerza, nos hemos movido donde se puede aplicar la energía o el impulso. Entonces, el autotransporte de campos de oscilaciones rápidas de fuerza electromagnética a través del espacio vacío es de lo que siempre estamos hablando aquí, incluso cuando usamos la palabra “fotón”.

Sigamos con la luz ahora, en lugar de EMR en general. Nunca olvides que las ondas de luz ópticas tienen longitudes de onda largas, medidas en nanómetros, mientras que los átomos se miden en picómetros. El paso de la luz a través del camino de un átomo o moléculas en un gas, es como sentir una ola en un terremoto. La longitud de onda es mucho, muchas veces mayor que la de usted o sus vecinos.

Mientras se trata de ese tema, la velocidad de alguna molécula de gas en la trayectoria del haz es mucho menor que la luz. Puede considerar que el gas está congelado en su lugar, por lo que el gas es como una máquina de bolas de pin congelado en lo que respecta a las velocidades relativas. Dos átomos ampliamente separados entre sí en términos de diámetro, ambos experimentarán exactamente los mismos cambios en el entorno del campo eléctrico ascendente y descendente que llamamos luz. Respuesta cooperativa. Solo cuando la luz viaja a través de un material organizado aleatoriamente es poco probable que los campos inducidos sean cooperativos.

En cuanto a la energía, la parte magnética de la onda puede ignorarse en relación con la parte eléctrica. No tenemos que pensar en la ola, justo ahora, como una ola de agua con frente, porque el desplazamiento que hace es de una cosa abstracta llamada fuerza. En cambio podemos tener un rayo. Una línea con una fuerza que está siempre de lado hacia la dirección del rayo. Una onda transversal “movimiento”. Las ondas de agua empujan y empujan principalmente hacia arriba y hacia abajo, pero también hacia adelante y hacia atrás. Pero nuestras ondas de luz solo empujan y jalan hacia arriba y hacia abajo, o de lado a lado. En un círculo. Eso es polarización, sea cual sea el ángulo que formen los campos.

Para interactuar con las cargas eléctricas en su camino, la onda tiene que combinarse con campos eléctricos. Estas pueden ser separaciones de carga preexistentes, o dependiendo del carácter de la movilidad de carga, pueden desarrollarse polaridades inducidas temporalmente.

Ahora que tenemos nuestra imagen de la luz y la materia interactuando, podemos usar esto para aclarar aún más los detalles cuánticos sobre la luz y sus interacciones con la materia. Si la longitud de onda de la luz visible es demasiado larga para que los átomos vean su longitud de onda, y demasiado rápido para que su temperatura importe mucho, entonces, ¿cómo “perciben” esas fuerzas que llamamos luz a medida que pasan?

El podría hacerlo de manera “elástica”. Eso significa conservación de energía. Sin degradación de la energía lumínica ni creación de entropía. Pequeña dispersión. Esto parece suceder cuando la luz pasa a través de materiales de diferente índice de refracción, las interacciones dejan la luz casi intacta. Pero esa discusión es mejor dejarla para otro momento. En cambio, dado que el OP pregunta por los fotones, respondamos eso.

La gran sorpresa contraintuitiva que descubrió Einstein por el efecto fotoeléctrico, fue que la fuerza de la fuerza de la luz sobre la materia, no puede tener absolutamente ningún efecto sobre un material aparentemente eléctricamente sensible. Investigó metales, pero es una verdad general. Eso no es lo que Newton nos enseñó. Todos sabemos que si empujas o tiras lo suficiente, algo cederá. Entonces, ¿por qué Maxwell no encontró eso? Bueno porque dije que puedes encontrar situaciones. Pero en la mayoría de las situaciones, el poder que aplique tendrá el efecto deseado. En la teoría de la radio, induce cargas en una antena y luego la potencia de salida de la señal depende de la potencia que alimenta al transmisor. La teoría de ondas convencional estaba viva y bien. El aparato de Einstein tampoco era pequeño, y no usaba intensidades muy bajas. Entonces no hay nada especial sobre el tamaño o el “dominio”, o ese tipo de conversación. Acababa de hacer la pregunta correcta y obtuvo una respuesta asombrosa. Uno que lo desconcertó profundamente el resto de su vida. Lo que descubrió Einstein fue esa relación estúpidamente simple pero muy difícil de entender, E = nhf. No importa todo ese circo cuadrado mc. Para su aparato, estaba emitiendo luz a un metal e intentando noquear electrones. Si la luz estaba por debajo de una frecuencia (color) requerida, no importaba cuán intensa la hicieras. No actual. Código Postal. Podrías subir el volumen hasta prácticamente derretir el bloque, no, no hay electrones. Pero simplemente modifique el color a una frecuencia más alta y luego el haz más débil causará una corriente fotoeléctrica.

Entonces la frecuencia es la clave. Es como una resonancia. No es cierto que la gran fuerza siempre venza a la pequeña fuerza. Es más fundamentalmente cierto que la velocidad a la que cambia esa fuerza en cualquier punto es clave.

Ah, entonces ahora tenemos una idea de esa imagen de luz que pasa a través de un gas. Moléculas de gas suspendidas en el espacio, expuestas a un campo de fuerza uniforme pero de cambio rápido. Ignorando por completo, hasta que la velocidad a la que cambia el campo de fuerza comience a coincidir con cualquier reloj de polaridad interna de las moléculas de gas. Entonces todo el infierno se desata. Una vez que alcanza la frecuencia correcta, la luz puede alimentar la materia con energía en pequeñas unidades de intensidad. El campo de fuerza se debilita en pequeñas cantidades, para esa frecuencia. De ese color. Esos “debilitamientos” o, por el contrario, cualquier “fortalecimiento” de la fuerza electromagnética, es precisamente lo que significa esa palabra “fotón”. Lo siento amigos, no hay rodamientos de bolas. O hay? Si esa interacción tiene lugar en un punto (da o toma una incertidumbre muy pequeña) y, por definición, una frecuencia pura no nos da ninguna información de posición, entonces, ¿cómo funciona?

En un lugar dado en el espacio y el tiempo, la luz se ha generado o absorbido a una frecuencia y momento precisos. Entonces la luz es un recurso. Hay una probabilidad por unidad de tiempo para incrementos en la onda que llamamos fotónicos. En lugar de referirse a ellas como probabilidades, lo que imputa otro tipo de existencia en espera, tal vez podría pensar en la probabilidad cuántica más como un “riesgo” cuántico, lo que las hace performativas más que sustantivas.

Entonces, sí, un pulso de luz que es una frecuencia pura puede modularse en intensidad simplemente alterando la intensidad, es decir, el flujo de fotones. Podrías codificar tu canal de música favorito en eso. Y recógelo en el espacio mucho después de que termine la canción.

En el caso de una linterna, o incluso un láser, el hecho es que los fotones no se mueven muy lejos si se emiten en la Tierra antes de chocar con un electrón y dispersarse, algunos realmente en la misma dirección que el original El fotón se dirigía. Pero, dado que los fotones de la linterna comienzan difusos, su dirección original comienza difusa y, por lo tanto, se dirige en diferentes direcciones, mientras que los láseres son coherentes y están “enfocados”.

La luz emitida en una atmósfera no es una corriente continua de fotones en el sentido en que probablemente te estés imaginando donde un solo fotón atraviesa la atmósfera hasta que alcanza el espacio y más allá. Más bien, cada fotón tiene una probabilidad razonable de colisionar con un electrón en la atmósfera (e incluso en el espacio pero en un grado mucho más bajo), ser absorbido, golpeando el electrón a una órbita de mayor energía, y luego se emite un nuevo fotón como el el electrón colapsa nuevamente en su órbita de baja energía.

Y no todos los fotones reemitidos se emiten en la misma dirección en la que se dirigía el fotón original, por lo tanto, la dispersión, que ocurre para los fotones emitidos tanto por la linterna como por el láser, pero en diferentes grados, los fotones de la linterna se difunden en su origen mientras que el láser son coherentes

Las probabilidades de que se vea cualquiera de las dos luces en un planeta distante primero requerirían que atraviesen nuestra atmósfera, luego sufran el mismo golpe y muelan en otra atmósfera donde incluso el láser sería más difuso que en su planeta de origen. Probabilidades de ser visto: bastante bajo.

Y todo este golpe reduce la velocidad de la luz. De hecho, dentro del sol, se dice que un fotón emitido en su centro tarda unos 10 millones de años en alcanzar la ‘atmósfera’ del sol. Pero esto puede ser confuso hasta que comprenda que el fotón original probablemente chocó con un electrón dentro de los nanómetros de su emisión, y lo que lleva 10 millones de años es la emisión de un fotón que es la consecuencia del fotón de origen, pero no el fotón original en sí. .

Los fotones no desaparecen instantáneamente. Viajan casi a la velocidad de la luz en el aire y sufren millones de desviaciones de diferentes superficies en la habitación cada segundo. Una parte de la energía del fotón es absorbida por la superficie de desviación en cada desviación. El resultado final es que los fotones pierden energía en una fracción muy pequeña de un segundo, lo que para nuestros ojos es instantáneo.

Si pudieras construir una esfera con un material que refleje el 100 por ciento de la luz que cae sobre ella, sería posible “atrapar” los fotones en la esfera. Pero ningún material tiene un 100% de reflectividad, por lo que es prácticamente imposible. Incluso con una reflectividad del 99.9 por ciento, los fotones eventualmente serán absorbidos después de un cierto número de reflexiones.

Continúan viajando indefinidamente , hasta que un medio los absorbe de otra manera.

Según las observaciones actuales, los fotones nunca se evaporarán en nada, ya que la conservación de la energía indica que no puede crearse ni destruirse , sino simplemente transferirse a diferentes formas de energía.

Algunos factores a considerar al responder esta pregunta:

1. Los fotones son más como ‘ eventos ‘ que continúan ocurriendo independientemente del resultado de la fuente desde la cual fueron emitidos. Esto podría ser un rayo de luz o una estrella. Si la fuente deja de existir, continuaremos viendo la luz de la fuente hasta que toda la luz nos haya alcanzado.
2. Los fotones no necesitan almacenar información, ya que son la información. Por lo tanto, no necesitan almacenar la información de dónde provienen, ya que son la luz misma. Por lo tanto, no “recuerdan” de dónde vinieron, por lo que no desaparecerán repentinamente en caso de que la fuente decida dejar de emitir fotones.
3. La luz, compuesta de fotones ( cuantos de luz), es una onda EM y portadora. Las ondas EM nunca desaparecen. Son absorbidos o emitidos por un medio respectivo.

Ahora, por otro lado, si los fotones simplemente desaparecieran cuando la fuente dejara de existir, el mundo que nos rodea sería muy diferente. La luz de los eventos galácticos, como las supernovas lejanas, nunca nos alcanzaría, como una vez que la estrella deja de existir y muere efectivamente, también lo harían los fotones. Los eventos en la Tierra tales como la iluminación y las explosiones también serían prácticamente inobservables para los observadores lejanos, ya que una vez que la fuente deje de existir, los fotones lo harían respectivamente.

Espero que esto ayude.

Cada vez que ocurre un evento en el espacio, observamos ese evento varios años o siglos después. Porque la luz que llevaba esa información tardó muchos años en llegar a nosotros. Entonces, todo eso depende de la luz emitida. La luz emitida contiene información. No significa que cuando apagas la fuente, los fotones emitidos desaparecen. Siguen viajando, llevando la información de que la fuente está apagada y el observador se entera de esto después de algún tiempo (probablemente años). Y su intensidad en inversamente proporcional al cuadrado de la distancia. Pero la información no se mata así como así.

Además, cuando te miro parado frente a mí, lo que observo son unos cientos de microsegundos más allá de ti y nunca el presente de ti. Por lo tanto, siempre estamos mirando hacia el pasado porque la luz que transporta información requiere tiempo para viajar.

No desaparecen porque se apaga la luz. Sin embargo, cualquier fotón desaparece muy rápidamente, absorbido por los objetos en la habitación. Un fotón que golpea una superficie es absorbido o reflejado. Los fotones absorbidos se han ido, los reflejados continúan hasta que alcanzan otra superficie, donde esto se repite. La luz es tan rápida que cualquier fotón será absorbido en un instante. Mientras la luz está encendida, se emiten nuevos fotones para reemplazar a los viejos y mantener la habitación iluminada, pero tan pronto como la luz se apaga, los fotones salientes son absorbidos.
Hay un retraso, pero el tiempo para que el filamento se enfríe y deje de emitir 3 nuevos fotones es más largo que el retraso para los fotones.

Por supuesto. Un pulso de luz sigue viajando incluso cuando la fuente del pulso está apagada. Un pulso de luz de menos de un milímetro de longitud puede contener miles de millones de fotones.

Busque ‘láseres utlrafast’ de ‘láseres de femtosegundo’. Láseres ultrarrápidos para pulsos de luz encendiéndose y apagándose muy rápidamente. Una vez formados, los pulsos son independientes de la fuente. Los fotones se mueven como si no hubiera una fuente.

Los pulsos láser se pueden describir como paquetes de ondas o como grupos de fotones que viajan juntos. De cualquier manera, son independientes de cualquier fuente que los haya creado. Hay muchas aplicaciones de pulsos láser ultracortos.

Este es un buen momento para discutir la diferencia entre fotones reales y fotones virtuales. Los fotones virtuales son las partículas que forman campos electromagnéticos cuasiestáticos. Se desvanecen rápidamente a poca distancia de su fuente. Los fotones reales forman ondas electromagnéticas. Se comportan independientemente de la fuente que los hace. Los fotones reales continúan para siempre a menos que sean detenidos por alguna interacción con la carga.

Como ya sabe, la energía no puede destruirse ni crearse (está fuera de contexto, pero hay una investigación en curso sobre la partícula divina que puede desafiarla, pero hasta entonces …) simplemente cambia de una forma a otra (naturalmente, las formas de energía más altas tienden a cambiar a energía más baja formas) y otra cosa es el fotón que se encuentra en un rango específico de energía visible a simple vista.

Entonces, cuando se emite el fotón, tiene algo de energía específica dependiendo de la fuente de luz y usted puede verlo, este fotón se refleja alrededor y usted puede ver alrededor de dónde se refleja.

Después de algún tiempo debido a la reflexión, el protón pierde energía o se deteriora en formas de energía más bajas, tal como sucede en nuestra atmósfera cuando proviene del sol.

Estos protones de menor energía y sus formas no se encuentran en una región visible, por lo tanto, pierden su “luz”, pero si la fuente se mantiene “encendida”, los nuevos protones siguen reemplazando a los demás y la habitación permanece iluminada mientras se apaga el nuevo protón de la fuente de luz haciendo que desaparecen, pero en realidad no podemos ver la forma de energía en la que se encuentran.

Este proceso de desaparición es tan rápido que no podemos experimentarlo, solo está iluminado u oscuro debido a la velocidad a la que viajan o la velocidad de la luz (hasta que te das cuenta de que está oscuro, el fotón puede estar en otra parte del mundo) .

¡Sí, continúan viajando!

Aquí, mira este video. Es alguien pulsando una luz excepcionalmente brillante en una botella de coca cola de plástico.

Hicieron el video disparando cuidadosamente un pulso de luz realmente brillante y corto en la botella millones de veces, y cronometrando cuidadosamente cuándo tomaron la foto, por lo que no es una película, per se, pero es totalmente representativa de lo que realmente sucede.

Si solo quieres saltar al bit donde muestran la botella de coca cola, salta a 1 minuto y 47 segundos.

No soy experto en esto de ninguna manera, pero por lo que entiendo la luz es tan increíblemente rápido que cualquier fotón de luz que estuviera siendo emitido por su bombilla rebotaría y eventualmente escaparía a través de una abertura o se absorbería. calor en las paredes circundantes, muebles, etc. dentro de una fracción infinitesimalmente pequeña de un segundo. Dado que el tiempo de reacción humano para eventos repentinos se mide en milisegundos, un marco de tiempo que es como eones para la luz, todo lo que experimentaría sería una oscuridad repentina.

El fotón es una forma de energía. El fotón es la partícula fundamental de la luz visible.

Cuando la fuente de luz se apaga, la energía que sale de esa fuente se detiene. Por lo tanto, no vemos luz. es decir, sin fotones.

La luz no está compuesta de fotones. Es en algunos experimentos (como en el efecto fotoeléctrico) que la luz elige actuar como si estuviera compuesta de paquetes de ondas llamados fotones (¡gracias Einstein!) . Entonces, nuestra comprensión actual es que la luz a veces se puede describir como partículas, a veces como ondas y otras veces como ambas.

Entonces, no es que la luz esté compuesta de fotones, sino que es la forma en que elegimos describir su comportamiento (como si estuviera compuesto de partículas).

Espero haberlo dejado lo más claro posible.

Para obtener detalles del experimento fotoeléctrico, consulte:

Los fotones, una vez emitidos, siguen viajando hasta su absorción.

Si la fuente de luz es una bombilla incandescente, el filamento se mantiene caliente y se enfría principalmente emitiendo más fotones de energía cada vez menor.

Si la fuente de luz es una bombilla fluorescente (mercurio o vapor de sodio), obtendrá algunos fotones más a medida que el plasma se recombina, pero un corte bastante nítido. Esto es en gran parte por lo que puede ver neumáticos que parecen “girar en reversa”, en una carretera por la noche. Como una luz estroboscópica.

Si la fuente de luz es un LED, las longitudes de onda interesantes dejan de emitirse inmediatamente.

Ellos continúan viajando.

Varias razones por las cuales:

En primer lugar, el fotón no “recuerda” de dónde vino. ¿Cómo sabría, a cuál de las muchas linternas “pertenece” para desaparecer de la existencia solo cuando se apagó la correcta?

En segundo lugar, la información no puede viajar más rápido que la velocidad de la luz, por lo que la información de que la linterna estaba apagada nunca podría alcanzar a los fotones que producía.

Si los fotones se “apagaran” cuando la fuente se fuera, entonces no podríamos ver (por ejemplo) un rayo distante que terminó antes de que la luz nos llegara.

Podemos ver muchas galaxias en las lejanas distancias del espacio cuyas estrellas hace mucho tiempo se quedaron sin combustible y se apagaron.

Sí, continúan viajando. Al igual que con casi cualquier otra cosa, las leyes de Newton funcionan aquí.

Primero, los fotones no son exactamente impedidos. La gravedad y el aire causan cambios menores en su viaje. Los fotones serán absorbidos y reemitidos hasta que todo el impulso se convierta en calor. Una vez en el espacio, el fotón no tiene mucho con qué interactuar, por lo que continuará viajando hasta que lo haga.

Sigue viajando. Eso básicamente te dice que el universo probablemente tuvo una hora de inicio. 🙂

En serio. De lo contrario, si viviera por un tiempo infinito, entonces todos los fotones iluminarían el universo, y sería un lugar terriblemente CALIENTE, no oscuro y frío.

Mi opinión es esa

1. Las ondas electromagnéticas son vibraciones del electromagnetismo del universo.
2. El electromagnetismo está presente en todas partes menos invisible.
3. Cuando se sale de una partícula, el electromagnetismo reacciona como una vibración que se transmite alrededor de la partícula como ondas.
4. Cuando una onda “golpea” algo, toda su energía se concentra en lo que fue “golpeado” y produce una cantidad cuántica de energía que llamamos un fotón.

Entonces, sí, las ondas viajan pero el fotón tiene una condición para aparecer; la ola tiene que “golpear” algo; de lo contrario, ni la onda ni el fotón son observables.

Y cuando se apaga una fuente, la última onda emitida continúa viajando.

3 cosas suceden con los fotones (luz) cuando golpean una superficie.

1. Reflexión (en objetos sólidos opacos como una placa o un espejo)

2. absorción (en objetos blandos opacos como ropa, carbón …)

3. Transmisión. (A través de objetos transparentes y translúcidos como el vidrio)

Una vez que la fuente de luz está encendida, los fotones se liberan continuamente … Todos los fotones mueren al golpear objetos, por eso vemos los objetos … Y seguimos viéndolos porque la fuente de luz continúa produciendo más y más fotones, cada uno de los cuales finalmente muere. Cuando digo que muere, quiero decir que se convierte en energía térmica … La conversión está ocurriendo incluso cuando la fuente de luz está encendida … Vemos los objetos no solo por uno o dos fotones, sino por un flujo continuo de un número ilimitado de fotones golpeando los objetos …

Podemos verlos solo porque rebotan en los objetos (reflejo) y también por la absorción y la transmisión parcial dependiendo del objeto … Y en las tres circunstancias, las fotos mueren para producir energía térmica, que es su destino … Pero nosotros, los humanos, no tenemos la capacidad de detectar temperaturas más bajas que la temperatura de nuestro cuerpo y apreciarlas como calor, ¿nosotros …? Llamaríamos a cualquier temperatura inferior a la temperatura de nuestro cuerpo como fría … Esta conversión tiene lugar en microsegundos y parece que los fotones desaparecen cuando se apaga la fuente de luz. El mejor ejemplo para una fuente de luz es el Sol.

Los fotones no pueden desaparecer ya que la energía no puede ser destruida. Supongo que vuelan en todas las direcciones posibles. Como se mueven a la velocidad de la luz, la “desaparición” es instantánea. Pero puedo estar completamente equivocado ya que no estoy considerando el aspecto cuántico de estas partículas.