La luz se puede ver como compuesta de ondas electromagnéticas, o como una colección de partículas, de acuerdo con la naturaleza de dualidad onda-partícula de la luz. Se comporta como cualquiera, dependiendo de las circunstancias, y para responder a su pregunta, necesitamos ver la luz como una onda.
La dualidad onda-partícula de los fotones.
Los rayos de luz se extienden no solo en el vacío, sino también en un medio como el aire o el agua. La difusión de la luz se conoce como “divergencia”. Un haz de luz más estrecho se extiende más que un haz más ancho. Podemos observar fácilmente la divergencia de la luz al encender la linterna en una pared y luego ver crecer el punto de luz a medida que nos alejamos de la pared.
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Lo que esto significa es que los rayos de luz no son realmente paralelos, por lo tanto, el diámetro del haz se expande a lo largo de la distancia en un cierto ángulo. A medida que aumenta este ángulo, aumenta el diámetro de la viga y el área total de la viga aumenta a una velocidad exponencial: el área de un círculo es πr². Las vigas con divergencia muy pequeña, es decir, con un ancho de haz más o menos constante en distancias significativas, se llaman vigas colimadas.
Enciclopedia de física y tecnología láser
La luz colimada es luz cuyos rayos son paralelos y, por lo tanto, se propagarán menos a medida que se propaga, pero no se puede crear un haz perfectamente colimado, sin divergencia, debido al efecto de la difracción. La difracción significa que todas las ondas, incluido el sonido y la luz, se “doblan” ligeramente alrededor de las esquinas al pasar por el borde de un objeto. Por ejemplo, en la atmósfera, la luz se dobla alrededor de partículas atmosféricas, como las pequeñas gotas de agua que se encuentran en las nubes. Y no es solo el borde de la ola, sino toda la ola que se dobla a la vuelta de la esquina. Esto significa que si pasamos un haz de luz a través de un agujero, se extiende a medida que viaja. De hecho, todos los haces de luz tienen un ancho de haz finito y, por lo tanto, pueden considerarse que emanan de un agujero. La difracción es un efecto de onda.
Luz inclinada alrededor de un objeto