En la luz blanca (en el vacío o en el aire), ¿todos los colores de los componentes tienen la misma ‘longitud de onda’ que todos tienen la misma frecuencia y velocidad?

¡No no no no!

OK, usaré una analogía. (No es perfecto, pero analogía de todos modos).

Pensemos en un gran campo de fútbol de 100 m de largo.

Digamos que una persona puede lanzar una pelota a una velocidad de 10 m / s a ​​través del campo, a una velocidad constante. Pensar. Si lanza la pelota, la pelota tardaría 10 segundos en cruzar.

Ahora, pongamos a una persona en cada intervalo de 10 m que atrape la pelota voladora, gire y luego la lance nuevamente.

Ahora, si lanzas la pelota, a cada 10 m de distancia, un jugador la atrapará y tomará 1 s para darse la vuelta, y lanzar la pelota al siguiente jugador.

¿Cuál sería el tiempo que toma la pelota para cruzar el campo?

Calcula y resulta – 20 s. Pero, ¿cambió la velocidad de la pelota? NO.

La pelota se “retrasó”.

Pero, ¿qué diría una persona parada fuera del estadio que no puede ver nada excepto el primer jugador y el último?

Si no puede ver lo que sucedió dentro del estadio, diría que la velocidad del balón cambió. Y cada cálculo que hace (clásicamente) sería más fácil si asume eso.

Si piensas superficialmente, la pelota es un fotón, los jugadores son los electrones y el campo es el medio de la materia.

Por supuesto, esta analogía no es perfecta, NO INCLUSO CERRADA. El “retraso” no es exactamente lo mismo que “retraso” en su sentido normal [1]. Básicamente esto necesita ecuaciones de campo EM. Si traes la física cuántica, esta analogía se despide.


PERO. Esto no responde tu pregunta. Lo usé para explicar cuál es el proceso real.

Tu pregunta:
¿Qué pasaría si se consideran las propiedades de onda de la luz?

Solo piense en cuál sería la diferencia entre una onda de luz de mayor longitud de onda y una onda de luz de menor longitud de onda.

A medida que sucede, las ondas de luz de diferente longitud de onda interactúan con un número diferente de electrones (no básicamente “número”, pero se obtiene el punto). La longitud de onda más grande interactúa con menos, la longitud de onda más pequeña interactúa con más. Entonces, la velocidad de la luz roja es más que la velocidad de la luz azul.

Pero como no hay electrones en el vacío (NO en el aire), la velocidad de todas las longitudes de onda de la luz es igual. No se retrasa la longitud de onda en el vacío.


NOTA AL PIE: Índice de refracción – Wikipedia

Notas al pie

[1] Índice de refracción – Wikipedia

Lo que percibimos como LUZ es en realidad una porción muy pequeña de un rango continuo de frecuencias del espectro electromagnético. La división del espectro en espectros más pequeños se realiza principalmente en función de cómo cada región de ondas electromagnéticas interactúa con la materia. Los ojos humanos son sensibles solo a una banda muy estrecha de longitudes de onda por las cuales vemos, nos referimos a él como el espectro de luz visible. Esta región de luz visible consiste en longitudes de onda que varían de aproximadamente 800 nanómetros a 400 nanómetros, que corresponden a frecuencias de 400 Terahercios a 770 Terahercios.

Imagen cortesía de: Espectroscopía UV-Visible

Las diferentes longitudes de onda del espectro electromagnético dan como resultado diferentes colores que los humanos perciben.

La velocidad de la luz en el vacío siempre es constante y no depende de la longitud de onda o frecuencia. Todos los colores tienen la misma velocidad. Sin embargo, la propagación de la luz en un medio como agua, aire, vidrio, etc. implica interacciones entre la onda de luz y el material a través del cual viaja. Esto hace que la velocidad de la luz a través del medio dependa de múltiples factores que incluyen el índice de refracción del medio, frecuencia o luz, intensidad, etc. En consecuencia, la velocidad de la luz parece disminuir cuando se propaga a través de un medio.

Este fenómeno se conoce como dispersión ; Los prismas separan la luz blanca en un espectro de colores del arco iris debido a esta razón.

Esa es una forma única de pensarlo. Efectivamente, la luz blanca es luz blanca que tiene una longitud de onda, frecuencia y velocidad. Dependiendo de la energía de la luz visible (o de cualquier tipo de luz del espectro óptico), tienen diferentes longitudes de onda o frecuencias.

La velocidad de la luz o de cualquier onda em solo depende de las propiedades del medio, es decir, la Permitividad y la permeabilidad magnética ya que las ondas em consisten en campos eléctricos y magnéticos. Como todas las longitudes de onda viajan en el mismo medio, tienen la misma velocidad. Ahora la velocidad de la luz también es producto de su longitud de onda y frecuencia, y siempre es una constante. Longitudes de onda más pequeñas, frecuencias más grandes y viceversa.