Bien, sabes que la luz está hecha de partículas llamadas fotones. Entonces, una fuente de luz, como digamos una estrella, ¡es solo wwwhhooooooooaaaaa! bombeando fotones sin parar.
Ahora piense en todos los fotones que emite esta estrella durante un intervalo muy breve, como digamos un nanosegundo. En cualquier dirección, un fotón viaja alrededor de un pie durante ese tiempo. Entonces, lo que tienes es como un pulso de luz de un pie de largo. (No hay pulso real, por supuesto, porque la estrella está brillando continuamente … esto es solo pensar como un “pulso virtual”, si lo hace, si considera solo los fotones que se emiten durante un intervalo dado).
Bien, entonces … la estrella, por supuesto, está brillando en todas las direcciones. Entonces, todo este “pulso” de nanosegundos tiene realmente la forma de una esfera de fotones de 1 pie de grosor, expandiéndose hacia afuera a la velocidad de la luz, ¿verdad?
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Ahora, todos estos fotones golpearán algún detector de cualquier tamaño, que esté colocado a cierta distancia de la estrella. El brillo está determinado por la cantidad de fotones que golpean el detector durante ese nanosegundo, ¿verdad?
Ahora supongamos que tomamos un segundo detector del mismo tamaño y lo colocamos en algún lugar al doble de la distancia de la estrella que el primer detector. Ahora, cuando esa esfera de fotones en expansión golpea este segundo detector, es una esfera más grande . Cuanto mas grande Bueno, es 4 veces más grande, porque el área de la superficie de una esfera es proporcional al cuadrado del radio. Acabas de duplicar el radio, así que cuadruplicaste la superficie de la esfera. Este sigue siendo el mismo pulso de luz, con los mismos fotones, excepto que ahora esos fotones se extienden en un área 4 veces más grande. Eso significa que el número de fotones que golpean este detector es 1/4 del número que golpea el primer detector, por lo que el brillo (luminancia) en ese detector es 1/4 del brillo en el primer detector. Esta es la ley del cuadrado inverso para la luminancia.
Así es como funciona la luz en el vacío. Para la luz transmitida a través de un medio, como el aire o el agua, también tiene dispersión que causa una mayor atenuación del haz con el aumento de la distancia.
Saludos, espero que ayude! 🙂