¿Por qué la luz se extiende en el vacío?

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.

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

Si entiendo tu pregunta, la luz se extiende porque sus partículas viajan en línea recta. También creo que te refieres a la luz de una estrella. La luz abandona la superficie de la estrella y forma una esfera del mismo tamaño que la estrella y se aleja de la estrella en todas las direcciones. La luz emitida en un solo momento es como una burbuja en expansión. El área de la superficie está relacionada con el radio de la esfera. La fórmula es 4 (pi) r “2. A medida que la luz se aleja de la estrella, la distancia entre las líneas de cualquier ángulo dado aumentará. Por lo tanto, la energía de la luz debe extenderse sobre un área más grande a medida que se aleja de la estrella Pero cada fotón viaja en línea recta, ignorando las interacciones con campos gravitacionales fuertes o colisiones con varios gases o polvo en el espacio.

Si la luz no viajaba en línea recta, más allá de cierta distancia, no se podía ver nada con claridad y la distancia se volvería oscura. Por ejemplo, el vapor de agua en la atmósfera de la Tierra crea niebla. La luz del otro lado del vapor se dobla en direcciones aleatorias y ya no viaja en línea recta. Por eso no podemos ver a través de la niebla. Este tipo de flexión no ocurre en el espacio.

La luz se extiende independientemente de dónde esté, porque es una ola. También se considera un impulso y puede explicarse con un ejemplo práctico. Si golpeas un charco de agua, el agua absorbe el impulso del movimiento de tu mano, y el agua se moverá en consecuencia. Tenga en cuenta, sin embargo, que aunque gran parte del impulso desciende a las profundidades, gran parte se extiende a los lados, haciendo ondas visibles. Las mismas olas se profundizan y se disipan por la elasticidad del agua. Si la luz se enfoca en una línea perfectamente recta (que, aunque teóricamente posible, no es factible porque las lentes están hechas de átomos que son más grandes que los fotones), no se propaga, sino que continuará en su camino hasta que se interrumpa.

En contraste, las ondas de luz pueden viajar a través del vacío y no requieren un medio. En el espacio vacío, la ola no se disipa (se hace más pequeña) sin importar cuán lejos viaje, porque la ola no está interactuando con nada más. … Cuando una ola viaja desde una fuente, se propaga hacia afuera en todas las direcciones.

Una vista alternativa: no hay vacío en el espacio. Todo el universo, fuera de las partículas de materia 3D más básicas, está lleno de un medio universal que lo abarca todo, estructurado por cuantos de materia. Los corpúsculos de luz (fotones) son las partículas de materia 3D más básicas. Cada fotón tiene un núcleo de materia 3D en forma de disco que gira alrededor de uno de sus diámetros a una velocidad (frecuencia) de giro proporcional a su contenido de materia 3D y se mueve a la velocidad lineal más alta posible con respecto al medio universal circundante. Los movimientos del núcleo de materia 3D del fotón se logran mediante distorsiones estructurales formadas en el medio universal circundante. Estas distorsiones giratorias de movimiento lineal tienen muchas similitudes con las ondas EM en cada plano. Tanto el núcleo de materia 3D como las distorsiones estructurales giratorias y de movimiento lineal en el medio universal circundante, juntas, forman un fotón. El núcleo de materia 3D proporciona su naturaleza de partículas y las distorsiones estructurales en el medio universal circundante proporcionan su naturaleza de onda en cada plano. Ver: Naturaleza de la luz, ‘MATERIA (reexaminada)’.

¿Por qué la luz se extiende en el vacío?

Si piensas en la luz como una onda, la pregunta es más como por qué no se extendería. Dado que un campo electromagnético puede oscilar en cualquier espacio vacío, es de esperar que se extienda desde cualquier lugar a cualquier lugar cercano.

Si piensas en la luz como partículas (fotones), invoco el Principio de incertidumbre de Heisenberg. Supongamos que un grupo de fotones aún no se ha extendido ampliamente, entonces conocemos sus posiciones con cierta precisión, lo que significa que no sabemos, con cierta inexactitud, en qué direcciones están yendo. Por lo tanto, estas direcciones probablemente ser diferente, haciendo que los fotones se extiendan a medida que viajan. Por el contrario, si sabemos que viajan en direcciones casi exactamente paralelas, no conocemos sus posiciones con mucha precisión, por lo que lo más probable es que no estén juntas.

La luz no necesita un medio para viajar, la luz es solo un grupo de fotones que emiten energía. Estos racimos de fotones no necesitan nada para propagarse a través de ningún medio.

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