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Si la luz cambia de velocidad, ¿cómo disminuir la intensidad luminosa?

La luz está compuesta de fotones. Golpean a nuestros ojos para crear la sensación. Supongamos dos puntos de Un y B están en una muy larga distancia en el vacío. Si nos ilumine con una muy débil luz de un punto a a Un, la experiencia dicta que desde el punto B, no podemos percibir la misma intensidad de luz (si los hubiere). Si la velocidad de la luz es constante, no todos los fotones viajan de Una a B y por lo tanto la intensidad siendo el mismo?

Tenga en cuenta que están en el vacío, los fotones, no puede golpear algo y cambiar de dirección.

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ChrisA Puntos 219

Como un rayo de luz viaja, se esparce de manera que para cada duplicación de la distancia, la intensidad de la luz (que se define como el número de fotones que pasan a través de una unidad de área por segundo) es reducido por un factor de cuatro. Esta es una consecuencia de la manera en que los rayos de luz se propagan a través del espacio 3-dimensional y no tiene nada que ver con la velocidad del rayo - que no varía con la distancia.

Así que en un punto B, que está lejos de una fuente de luz en Una, no todos de los fotones dejando Un llegará B. El resultado es que cada vez son menos los fotones llegará a B a medida que la distancia entre a y B se hace más y más grande, causando la intensidad de la luz se mide en B a disminuir con el aumento de distancia.

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Luke Puntos 1209

Usted no necesita realmente para el uso de los fotones aquí - en realidad a menudo tristemente ignorada en las mentes de muchas personas de buena ole' descripción clásica de la luz como una onda EM es suficiente (aunque eso no significa que el otro camino es malo, pero es importante señalarlo!).

Una onda de luz, como cualquier onda, tiene tres parámetros básicos: su amplitud, frecuencia y longitud de onda. (Usted puede también agregar fase, pero la etapa es realmente sólo una referencia de cambio, no el cambio de la forma de la onda, aunque es importante cuando se suma ondas.) La amplitud de una onda de luz es el tamaño máximo de su vector del campo eléctrico, así como la amplitud de una onda de sonido es la fuerza máxima de la sobrepresión en relación a la presión ambiente, y la amplitud de una ola de mar es la máxima altura de una cresta de onda por encima de los alrededores imperturbable el nivel del mar. La amplitud determina la cantidad de energía, y por lo tanto la intensidad de lo que podríamos llamar, respectivamente, "brillo", "loudness", y "altura", que se transmite por cada ola.

La amplitud no tiene nada que ver con la velocidad en lugar de la velocidad es lo que se refiere frecuencia y longitud de onda: $\lambda f = v_w$ donde $v_w$ es la velocidad de la onda. Amplitud ($A$) no aparece en esta relación. Eso significa que la intensidad puede ir hacia arriba, hacia abajo, o suspender la misma, y tienen ningún efecto en la velocidad. Aquí, por supuesto, $v_w = c$, la velocidad de las ondas de luz en el vacío, o $v_w = \frac{c}{n}$ en una de refracción de un medio con índice de refracción $n$.

En el escenario, como las ondas de propagación, su amplitud disminuye, al igual que una onda de sonido se vuelve menos fuerte cuanto más lejos vayas, y una onda de agua aguas poco profundas a medida que viaja fuera de una fuente de perturbación como un elenco de rock. Dado que la velocidad no tiene nada que ver con la amplitud, esto puede suceder, sin requerir ningún cambio en la velocidad.

En términos de fotones, si usted quiere hacer uso de ellos, la intensidad está relacionada con el fotón número de juntas con frecuencia. La disminución de la intensidad se reduce el número de fotones, pero cada fotón siempre viaja con la velocidad de la $c$. En este escenario, los fotones se vuelven más finas de propagación, sobre una región más amplia, por lo que un número más pequeño en cada volumen de espacio.

(Y sí, estoy asumiendo un "lineal" de la situación en la anterior, sí advertencias acerca de la no linealidad, sí, sí, bla, bla, pero para estos fines, que es suficiente).

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user104610 Puntos 33

La intensidad de cada fotón en realidad siguen siendo los mismos, pero no recibirá todos los fotones. Incluso los láseres son focos muy buena; Cuando uno llega a la luna, el punto sería unos cientos de metros de ancho. También puede preparar su bolso de té en un lago.

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T.CK Puntos 1

Hay dos formas de verlo:

  • Clásica: la energía Radiada (fotones) se propaga isótropa en el espacio. Esto significa que se propaga como una cáscara esférica. Por conservación de la energía la energía que se encuentra integrando a lo largo de la esfera de la zona debe ser igual a la energía inicial. Como la superficie de una esfera es 4nr^2 y la energía se distribuye uniformemente a través de lo que significa que la densidad de energía en la esfera de la superficie es proporcionalmente inversa a la radio, esto se conoce como la ley del cuadrado inverso. La intensidad se define como el poder sobre la unidad de área; por lo tanto disminuye proporcionalmente al cuadrado de la distancia a la fuente.
  • La mecánica cuántica: Fotones de la velocidad es constante, por lo tanto después de un momento dado de su función de onda (para la distribución de probabilidad) tiene una forma esférica, esto significa que la probabilidad de encontrar un fotón cuando la medición es la misma en cualquier punto de la superficie de la esfera. Por lo tanto, la más grande de la esfera, menos probabilidad tendrá de encontrar un fotón. (quantum) de la Intensidad se define como el número de fotones que se mide en un punto en un periodo de tiempo, por lo que disminuye proporcional al cuadrado de la distancia a la fuente.

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Andrea Zedda Puntos 1

..La adición de Fax del pensamiento: Cada fotón mantiene la intensidad. Si usted tenía una perfecta rayo láser, que también iba a mantener su intensidad no importa lo lejos que ha viajado. Perfecto rayos láser no son posibles, por supuesto. La gran mayoría de la luz que vemos se origina a partir de una (aproximadamente) punto central, por lo que los fotones se están moviendo más lejos el uno del otro a medida que se alejan del centro. Si usted considera sucesivas esférica conchas de los alrededores de este punto (como ser de luz emitida por el sol, o de una vela), usted debe ver que la densidad de la superficie (y, por tanto, de la intensidad) de cualquier grupo de fotones en la misma cáscara iba a caer como 1/r2.

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