Me he dado cuenta de que cuando enciendo el interruptor de la luz de mi casa sale luz de la bombilla. ¿Cómo se crea esta luz? (proceso que ocurre en la bombilla) y ¿por qué esta pequeña cantidad de electricidad es suficiente para crear luz?
Respuestas
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Un electrón o un fotón de alta energía que "golpea" un átomo le imparte energía, lo que hace que uno o más de los electrones en órbita alrededor del núcleo salten de un nivel inferior shell a uno superior. Cuando el electrón vuelve al estado inferior libera un fotón cuya longitud de onda corresponde a la diferencia de energía entre las órbitas. La energía necesaria para provocar el salto de los electrones depende de las envolturas inicial y final, y diferentes elementos en diferentes configuraciones tienen diferentes potenciales energía de la cáscara diferenciales.
JRT
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El filamento de una bombilla es aproximadamente un radiador de cuerpo negro y la cantidad y longitud de onda de la luz que emite depende de su temperatura.
El filamento se calienta por las pérdidas resistivas de la corriente que circula por él. La clave de la eficiencia de la bombilla es conseguir el máximo calentamiento con la mínima cantidad de corriente, y generalmente esto significa hacer el filamento muy fino. Sin embargo, si el filamento es demasiado fino, es frágil y se quema rápidamente, por lo que las bombillas actuales son un compendio entre la eficiencia y la vida útil de la bombilla.
Ignacio tiene mucha razón al describir un mecanismo de emisión de luz, y de hecho este es el mecanismo principal en las luces fluorescentes. Sin embargo, en las bombillas convencionales la luz se emite a partir de oscilaciones dipolares y no de transiciones electrónicas. Por eso tenemos un espectro de cuerpo negro en lugar de las líneas nítidas que se esperan de las transiciones electrónicas. Véase http://en.wikipedia.org/wiki/Thermal_radiation para más información sobre este mecanismo.
Fernando Briano
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Para completar la respuesta de Ignacio se puede añadir que la energía liberada en el retorno del electrón al estado inferior.
" Los fotones rojos llevan unos 1,8 electronvoltios (eV) de energía, mientras que cada fotón azul transmite unos 3,1 eV".
Para ser comparado con 10^12 electronvoltios, que es aproximadamente el energía de un mosquito volador .
Es suficiente para crear luz porque cada transición tiene una energía tan pequeña que la luz colectiva que se ve puede acumularse fácilmente.
1 ev es 1 eV = 1,602×10^-19 julios ( 1 vatio es 1 julio/segundo)
Zaz
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Para responder a la pregunta del título: Es porque los fotones no tienen masa.
El trabajo necesario para acelerar cualquier objeto hasta una determinada velocidad es:
$ W = \Delta E_K = {1\over2}mv^2 $
En el caso de un fotón, la velocidad es la velocidad de la luz ( $c $ ), pero la masa es $ 0 $ . Así que tenemos:
$ W = {1\over2}\times0c^2 = 0 $
Lo que demuestra que acelerar un fotón a la velocidad de la luz no requiere energía.
Sin embargo, se trata de una simplificación excesiva; cuando se empieza a hablar de fotones y otras cosas, se producen todo tipo de extraños movimientos cuánticos.
