if (tipo de__ez _ fad _ posición!=’undefined’) {__ez _ fad _ position (‘div-gpt-ad-lambdageeks_com-box-3-0’)}; ¿Qué es la Energía de la Luz ? / Interacciones de la luz / Es usos importantes

¿Qué es la energía de la luz?

Definición de energía luminosa:

La luz es la única forma de energía que es visible para el ojo humano. La energía de la luz se puede definir de dos maneras:

La luz se compone de paquetes de energía sin masa conocidos como fotones. Los fotones son paquetes de energía que transportan una cantidad fija de energía de luz dependiendo de la longitud de onda.

La energía de luz se refiere al rango de energía electromagnética que consiste en rayos gamma, rayos X, luces visibles, etc.
El rango visible del espectro electromagnético se conoce generalmente como luz.

La naturaleza de la luz :

En el siglo XVII había dos ideas con respecto a la naturaleza de la luz.

Naturaleza de partículas de la luz

Isaac Newton creía que la luz estaba hecha de pequeñas partículas discretas llamadas corpúsculos. Según él, estas diminutas partículas emitidas por objetos calientes como el sol o el fuego y la viajado en línea recta con una velocidad finita y tomó impulso. Esto llegó a conocerse como la teoría corpuscular de la luz de Newton.

Naturaleza ondulatoria de la luz

Christiaan Huygens afirmó refutar la teoría corpuscular de Newton proponiendo la teoría ondulatoria de la luz. Según él, la luz estaba formada por ondas que vibraban hacia arriba y hacia abajo perpendiculares a su dirección de propagación. A principios del siglo XIX, un físico inglés Thomas Young llevó a cabo un experimento que mostraba la luz de una fuente puntual después de pasar a través de dos ranuras formando un patrón de interferencia en una pantalla situada a una distancia apropiada. Esto llegó a ser conocido como el experimento de doble rendija de Young, que abogaba por la naturaleza ondulatoria de la luz que apoyaba el Principio de Huygens.

James Clerk Maxwell sentó las bases del electromagnetismo moderno que describía la luz como una onda transversal compuesta de campos magnéticos y eléctricos oscilantes a 90° uno del otro. La formulación de la luz como ondas transversales contradecía a Huygens, quien creía que la onda de luz era longitudinal.

Albert Einstein revivió la teoría de partículas al traer el concepto de fotones. El experimento de Einstein, conocido como el efecto fotoeléctrico, mostró que la luz comprende haces discretos o cuantos de energía de luz, llamados fotones

El fenómeno de interferencia y difracción solo se puede explicar considerando que la luz es una onda. En comparación, la explicación del efecto fotoeléctrico solo fue posible por la naturaleza de las partículas de la luz.
Este enorme dilema con respecto a la naturaleza de la luz se resolvió con la base de la mecánica cuántica que estableció la dualidad onda-partícula en la naturaleza de la luz y la materia

Interacciones de la luz:

Las ondas de luz interactúan con la materia de diferentes maneras:

Reflexión de la luz

– Cuando una onda de luz rebota en la superficie de un material en su medio de propagación anterior, el proceso se denomina reflexión. Por ejemplo, la imagen se formó en un estanque/lago tranquilo.

Absorción de luz

Cuando un material absorbe la energía de una onda de luz que cae sobre él, el proceso se denomina absorción. Por ejemplo, plásticos que brillan en la oscuridad, que absorben la luz y reemiten en forma de fosforescencia.

Transmisión

Cuando una onda de luz viaja / pasa a través de un material, el proceso se denomina transmisión. Por ejemplo, la luz que pasa a través de un cristal de la ventana.

Interferencia

La interferencia se refiere al fenómeno en el que dos ondas de luz se superponen para producir una onda resultante que puede tener una amplitud más baja, más alta o la misma. La interferencia constructiva y destructiva ocurre cuando las ondas que interactúan son coherentes entre sí, ya sea porque comparten la misma fuente o porque tienen la misma frecuencia o una frecuencia comparable.

Refracción

La refracción es un comportamiento importante demostrado por las ondas de luz. La refracción tiene lugar cuando las ondas de luz se desvían de su trayectoria original al entrar en un nuevo medio. La luz exhibe diferentes velocidades en diferentes materiales de transmisión. El cambio en la velocidad y el grado de desviación depende del ángulo de la luz entrante.

Difracción

La difracción se define como la flexión de las ondas de luz alrededor de las esquinas de una abertura en su región de sombra geométrica. El obstáculo o abertura de difracción se convierte en una fuente secundaria de la onda de luz que se propaga. Uno de los ejemplos más comunes de difracción es la formación de patrones de arco iris en un CD o DVD. Las pistas muy espaciadas en un DVD o CD sirven como rejillas de difracción, formando patrones cuando la luz cae sobre ellas.

Dispersión

La dispersión de luz se refiere al fenómeno de división de la luz blanca en su espectro de colores constituyentes (.es decir, VIBGYOR) cuando se pasa a través de un prisma de vidrio u objetos similares. Por ejemplo, la formación de arcoíris debido a la difracción de la luz solar por gotas de lluvia en forma de prisma.

Tipos de luz

• La luz en su conjunto se refiere a la radiación electromagnética de todas las longitudes de onda.
• La radiación electromagnética se puede clasificar en términos de longitudes de onda como
• Onda de radio ~
• Microondas ~
• Onda infrarroja ~
• La región visible (percibimos como luz) ~
• Ondas ultravioleta ~
• Rayos X ~
• Rayos gamma ~
• El funcionamiento de las radiaciones electromagnéticas se basa en su longitud de onda.

Frecuencia y longitud de onda de la luz

Frecuencia de la luz

Ondas de radio:

Las ondas de radio son ondas electromagnéticas que tienen una frecuencia de entre 20 kHz y alrededor de 300 GHz y son conocidas por su uso en tecnologías de comunicación, como teléfonos móviles, televisión y radio. Estos dispositivos aceptan ondas de radio y las transforman en vibraciones mecánicas para producir ondas de sonido.

Microondas :

Microondas es radiación electromagnética que tiene una frecuencia entre 300 MHz y 300 GHz. Las microondas tienen una variedad de aplicaciones, que incluyen radar, comunicación y cocción.

Ondas infrarrojas:

La onda infrarroja es radiación electromagnética que tiene una frecuencia entre 300 GHz y 400 THz.
Las ondas infrarrojas encuentran su aplicación en el calentamiento de alimentos y controles remotos de televisión, cables de fibra óptica, cámaras de imágenes térmicas, etc.

Luz visible :

La luz visible es radiación electromagnética que tiene una frecuencia entre 4 × 1014 y 8 × 1014 hertz (Hz). La razón detrás de que el ojo humano vea solo un rango específico de frecuencias de luz es que esas ciertas frecuencias estimulan la retina en el ojo humano.

Rayos ultravioleta:

La luz ultravioleta es radiación electromagnética que tiene una frecuencia entre 8 × 1014 y 3 × 1016 hertz (Hz). La radiación ultravioleta se utiliza para anular microbios, esterilizar equipos médicos, tratar problemas de la piel, etc.

Rayos X :

Los rayos X son radiaciones electromagnéticas que tienen frecuencias entre 3×1019 y 3×1016 Hz. Los rayos X se utilizan para anular las células cancerosas, en máquinas de rayos X, etc.

Rayos gamma:

Los rayos gamma son radiaciones electromagnéticas con frecuencias superiores a 1019 hertz (Hz). Los rayos gamma se utilizan para anular microbios, esterilizar equipos médicos y alimentos.

Ejemplos de energía de luz

Las fuentes de luz se pueden clasificar en dos tipos básicos: luminiscencia e incandescencia.

Incandescencia:

La incandescencia abarca la vibración de todos los átomos presentes. Cuando los átomos se calientan a una temperatura óptima muy alta, las vibraciones térmicas resultantes se liberan como radiaciones electromagnéticas. La luz incandescente o “radiación corporal negra” se crea cuando la luz surge de un sólido calentado. En función de la temperatura del material, los fotones liberados difieren en sus colores y energías. A bajas temperaturas, los materiales producen radiaciones infrarrojas.

En la radiación corporal negra, con un aumento de la temperatura, el pico se desplaza hacia longitudes de onda más cortas, a medida que se mueve hacia el rango ultravioleta del espectro, genera un color rojo, luego blanco y, por último, un color blanco azulado.
La luz incandescente es la luz más utilizada. Consiste en el sol, las bombillas y el fuego.
Los incendios envuelven reacciones químicas que liberan calor, haciendo que los materiales toquen altas temperaturas y, finalmente, conducen a los gases y materiales a la incandescencia. Por otro lado, las bombillas producen calor debido al paso de corriente eléctrica a través de un cable. Las bombillas incandescentes emiten alrededor del 90% de su energía como radiaciones infrarrojas y el resto como luz visible.

Luminiscencia

La luminiscencia involucra solo electrones y generalmente tiene lugar a temperaturas más bajas, en comparación con la luz incandescente.
La luz luminiscente se forma cuando un electrón emite una parte de su energía como radiación electromagnética. Cuando un electrón salta a un nivel de energía más bajo, se libera una cierta cantidad de energía lumínica en forma de luces de un color específico. Generalmente, para mantener la luminiscencia continua, los electrones necesitan un empuje constante para alcanzar niveles de energía más altos para que el proceso continúe.
Por ejemplo, las luces de neón producen luz a través de electroluminiscencia, que implica un {empuje} de alto voltaje, que excita las partículas de gas y, finalmente, da lugar a la emisión de luz.

¿Cómo viaja la luz?

La luz prácticamente viaja como una ola. Aunque de acuerdo con la óptica geométrica, la luz se modela para viajar en rayos. La transmisión de luz de una fuente a un punto puede ocurrir de tres maneras:

• Puede viajar directamente a través de un vacío o un espacio vacío. Por ejemplo, la luz que viaja del Sol a la Tierra.
• Puede viajar a través de varios medios, como aire, vidrio, etc.
• Puede viajar después de ser reflejado, por ejemplo, por un espejo o un lago quieto.

Energía de luz vs Energía de electrones

Energía de electrones	Energía de luz
• Los electrones tienen energía de masa en reposo, es decir, la energía correspondiente a su masa cuando están en reposo. La energía de reposo de un electrón se puede calcular usando la ecuación de Einstein E=MC2. * Cuando el electrón cambia sus niveles de energía al pasar de un estado de energía superior a un estado de energía inferior, emite fotones.	* La energía de la luz está en forma de pequeños paquetes de energía sin masa llamados fotones. La cantidad de energía en un fotón depende de la longitud de onda de la luz. E = hc / λ * Cuando los fotones con una cantidad adecuada de energía de luz caen sobre un material, los electrones absorben la energía y escapan del material.

Usos de la Energía de la Luz.

La luz tiene sus aplicaciones en todos los aspectos de la vida. Sin energía de luz, habría sido imposible para nosotros sobrevivir.
Aquí hay algunas aplicaciones esenciales de la energía de la luz en nuestra vida:

• La luz permite la visión. Un rango específico de longitudes de onda de luz proporciona la cantidad perfecta de energía necesaria para estimular las reacciones químicas en nuestra retina para apoyar la visión.
• La energía de la luz permite a las plantas producir alimentos a través del proceso de fotosíntesis.
• La energía luminosa se utiliza como fuente de energía en las tecnologías espaciales y de satélites.
• La energía solar se utiliza para diversas actividades domésticas e industriales.
• La energía de luz (radiación electromagnética) se utiliza en la industria de las telecomunicaciones.
• La energía de la luz también se utiliza para múltiples tratamientos médicos.

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