Una Previa

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Una Previa

Mensajepor Guest » 03 Mar 2007, 13:05

Para acabar con el motivo de mi permanente confusión con lo que denomino Amplitud de onda lumínica, preciso más respuestas:

De Broglie, nos dice que todas las partículas, incluidos los fotones limínicos, vibran.

A) - ¿Se refiere a la vibración, que denominamos frecuencia?.Espero que así sea y en este caso,

B) - ¿Esta vibración transcurre en un plano normal, al avance de la onda, o, a todos los planos normales?.
Si este último es el caso,

C) - La polarización de la luz, estriba en seleccionar a un limitado abanico de estos planos?.
La frecuencia, cantidad de oscilaciones por segundo, se realiza a la velocidad "c".

D) - ¿c/ f , no es la longitud total que recorre el fotón en un segundo?.
De ser así, llamándole a este recorrido total de las oscilaciones extendidas longitud de onda,

E) - ¿No sería el recorrido de una sola oscilación, el valor de la longitud total dividida por la frecuencia, a lo que llamo Amplitud?.
Y en el caso de que oscilara en planos aleatorios,

F) - ¿No sería tal recorrido pí veces mayor?

Mi concepto dimana de tales razonamientos, ignorando si son cuánticos, clásicos o, matemáticos, pero me dan como resultado:

El de A = L/ pí f
Y efectivamente es la abstracción para un solo fotón, al que podemos encontrar con una probabilidad del 100% en cualquier punto de la Longitud de onda, en un instante.( O lo que es lo mismo, ignoramos en que instante se hallará en determinado punto).

O bien, en un punto determinado de la Amplitud, con un porcentaje de probabilidad, pí *f veces menor que en la Longitud.

Imagino a dicho fotón, como un martinete que golpea N veces por segundo a un objeto, para machacarlo.

Efectivamente, a mayor frecuencia, el trabajo de deformación crecerá directamente proporcional, y tal deformación, se logrará, inversamente proporcional a la superficie del objeto resistente. (Longitud de onda).

Esto entiendo, debe corresponder a la Energía = Fuerza del martinete por la frecuencia. E = h f .

Si salgo bien parado de esta, continuaré siendo un incordio para la cuántica.

Saludos del Abuelo. :D

Alex
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Mensajepor Alex » 03 Mar 2007, 19:43

Hola carlos, en cada post metes muchas preguntas a la vez y quizas las respuestas se alarguen o se mezclen. Tampoco se muy bien donde quieres llegar con cada una por separado o si por el contrario deseas componer una idea global. No se si te parecerá bien, pero vamos por partes. En otro post preguntaste por la Luz. (Dejamos a un lado de que la luz es una banda de la radiación electromagnetica y que puede tratarse como una onda transversal). Dicho asi parece sencillos,pero me temo que tu no te conformas con esto, y lo vas a complicar más. Por si acaso, te salgo al paso :) , añadiendo que en realidad la luz es la superposicion de ondas de diferentes frecuencias. Es más se puede afirmar que la luz monocromática no existe y sería mas certero hablar de luz cuasimonocromática y que esta compuesta por una muy estrecha banda de frecuencias. Pero este simple concepto, nos va a obligar a hablar de batidos, de la frecuencia angular promedio y del número de propagación promedio, de la frecuencia de modulación y del numero de propagacion promedio de modulacion (ya veremos donde acabamos...)

Una fuente de luz ordinaria, consiste en un número muy grande de emisores atómicos orientados al azar (ya creo recordar que se habló en su momento, como los átomos pueden emitir radiación. En general cualquier mecanismo que inyecte energía al átomo, alterará su estado fundamental y comenzará a emitir fotones de cierta frecuencia y en cualquier dirección, salvo los doblemente excitados que lo hacen en la misma dirección y frecuencia). Bien, cada átomo excitado (=cada oscilador atómico) emite un tren de onda polarizado durante aproximadamente 10^-8 segundos. Todas las emisiones que tienen la misma frecuencia se combinarán para formar una onda polarizada resultante, que no dura mas de esos 10^-8seg. Se emiten constantemente nuevos trenes de onda y el estado de polarización global cambia de forma totalmente impredecible. ya que hemos dicho que estos osciladores emiten en cualquier dirección y además estan orientados al azar.

Si estos cambios de polarización tienen lugar tan rápidamente que es imposible distnguir cualquier estado de polarización, nos estamos refiriendo a la luz natural o luz no polarizada, pero esta segunda expresión es un tanto incorrecta, ya que en realidad la luz natural es un continuo cambio de estado de polarización, cuyo resultado es imposible de distinguir.

Ahora bien, otra duda que me suena que te asaltó, y que esta intimamente relacionado con lo anterior, era que si los fotones iban ordenados y cada uno por su camino, (mas o menos era asi). Esto esta sin resolver a ciencia cierta, y ahora conviene hablar de un frente de fotones.

Como ya se ha dicho en estos foros, una particula queda definida cuando sabemos su masa, su carga y su spin que son caracteristicas digamos inalterables. De manera alternativa, cualquier particula tiene otras propiedades que podiamos llamar "instantaneas" y que son alterables, como puede ser el momento, la energía y la orientación del spin. Entonces cuando sabemos todas estas cantidades, podemos definir el estado de la particula y tambien conocemos que los bosones, segun la estadistica de Bose-Einstein, pueden encontrarse en el mismo estado un numero cualquiera de ellos (al contrario que los fermiones a los que no les esta permitido). Entonces se puede determinar que cuando un numero muy elevado de fotones ocupa el mismo estado, el caracter corpuscular intrínseco del rayo de luz desaparece, siendo reemplazado por el campo electromagnetico como medio continuo de una onda electromagnetica. Esto es importante porque una onda es una onda y una particula es una particula, aunque exista una dualidad onda-particula... no se, esto es como ¡la santisia binidad! ;)

Y ahora el concepto de RAYO, que no es mas que la direccción ortogonal al frente de onda en cada punto. En óptica geometrica es muy útil este concepto porque nos indica la dirección de un segmento del frente de onda y además la representa. Y no preguntes si existe un foton o serie de fotones en cada rayo, .... :)

Todas las particulas vibran con una cierta frecuencia, que nos da una medida de su energía. Si nos referimos a fotones, el foton violeta vibra mas veces por segundo que el foton rojo.

Otra cosa es lo de Amplitud. En la teoría ondulatoria, la amplitud es el valor maximo de la perturbación o de la función de onda que la representa. (una onda es una perturbacion del medio, incluyendo el vacío) Si tienes una función de una simple onda armonica F= A. sen(kx) la amplitud sera A, ya que el valor maximo del seno será 1 en pi/2, ó -1 en 3pi/2

En cuantica, toma otro concepto, que ya alshain ha manifestado.

Seguiremos hablando porque si no esto no se va a poder leer!!
Sol y luna y cielo proclaman al divino autor del mundo...

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Mensajepor Guest » 03 Mar 2007, 20:29

¿Será posible, que prácticamente, queriendo yo decir lo mismo que estas detallando, no se me interprete igual?.

Sólo se me ocurre, que sea debido a no saber expresarme en idioma cuántico, pero te aseguro que voy entendiendo el funcionamiento de los fotones últimamente con bastante celeridad, por las vueltas que le he dado.

Ya diré como entiendo pues la composición del rayo de luz y la relación que aunque sea casual, puede asimilarse a mis anecdóticos y recurridos borregos.

Repito aquí una vez más el inmenso agradecimiento que os tengo por reconducirme a los conocimientos cuánticos, a tí, a alshain a Entro y a los que habeis tenido paciencia en tolerar mis desaguisados.

Saludos del Abuelo. :D

Alex
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Mensajepor Alex » 03 Mar 2007, 21:06

Bueno siguiendo unj poco con lo anterior a ver si sirve.

Me quede en que los fotones se agrupan por su caracter bosonico y el caracter intrinseco del rayo era sustituido por el de campo electromagnetico como medio continuo de propagación.

Entonces podemos asociar una onda plana monoenergética, con un flujo de fotones de elevada densidad todos avanzando en el mismo estado (es decir con la misma energia, con la misma frecuencia, con la misma dirección y con el mismo momento). Si tenemos ondas planas monocromaticas distintas, entonces nos representan distinos estados de fotones..

Para un haz de luz monocromatico uniforme, de frecuencia (v), la cantidad media de fotones que incide en una unidad de area por unidad de tiempo es la que ya creo que tu apuntaste I/hv que podria ser la densidad de flujo, pero como un rayo incidente tiene que tener una seccion de area (A), el flujo medio de fotones sera: Flujo=AI/hv y AI=Potencia Optica, Flujo=P/hv.

La polarización de la luz, estriba en seleccionar a un limitado abanico de estos planos?.
La frecuencia, cantidad de oscilaciones por segundo, se realiza a la velocidad "c".
D) - ¿c/ f , no es la longitud total que recorre el fotón en un segundo?.
De ser así, llamándole a este recorrido total de las oscilaciones extendidas longitud de onda,


Cuando la onda electromagnetica tiene un campo electrico constante (aunque varie su magnitud y signo con el tiempo) se dice que la luz es linealmente polarizada y en este caso el campo electrico esta contenido en el plano de vibración. Este plano de vibración contiene tanto al vector campo electrico como al vector k de propagación en la direccion del movimiento. Cuando se propagan rayos con distintos planos de vibración puedes, mediante polarizadores, seleccionarse la polarizacion de tal manera que solo ese rayo pasara y los demas serán absorbidos. Tambien se puede emitir luz polarizada, es decir con la orientación del plano de vibracion que deseemos.

Si. c=frecuencia x longitud de onda. lo que ocurre es que es mas comodo hablar de longitud de onda que de frecuencia, pero su producto es constante.
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alshain
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Mensajepor alshain » 05 Mar 2007, 14:13

Veo que Alex ya ha dado unas cuantas buenas respuestas. Pero como me pedías en el otro hilo mi ayuda explícitamente voy a contestar también, a riesgo de repetir, pero con la esperanza que sirva para comprender mejor.

carlos escribió:De Broglie, nos dice que todas las partículas, incluidos los fotones limínicos, vibran.

A) - ¿Se refiere a la vibración, que denominamos frecuencia?.

Si, es la frecuencia. Pero por lo que entiendo al leer tus preguntas no es la frecuencia que tú te imaginas. No se trata del movimiento del fotón, sino de una onda que lleva asociada. Algo más sobre la interpretación física de la vibración en la respuesta a la pregunta C.

carlos escribió:B) - ¿Esta vibración transcurre en un plano normal, al avance de la onda, o, a todos los planos normales?.

Una onda cualquiera puede ser, en general, lontitudinal o transversal. Las ondas longitudinales vibran en la dirección del movimiento y las transversales en la dirección perpendicular al movimiento. Una onda longitudinal es por ejemplo la onda de presión del sonido. Las ondas electromagnéticas propagandose libres por el espacio son ondas transversales.

¿Respecto de qué eje vibran los fotones que componen un rayo de luz? En general respecto de muchos ejes, es decir, unos respecto de un eje otros respecto de otro, etc. Si la mayoría de los fotones vibran respecto de un eje determinado se dice que la luz está polarizada. No obstante, cada fotón tiene un solo eje de polarización en un instante de tiempo. Por ejemplo, un fotón que se mueve en dirección z y está polarizado en un eje a 45° respecto del eje x y respecto del eje y, tiene una polarización que se puede denotar así: |polarización-del-fotón> = a |polarización-en-eje-x> + a |polarización-en-eje-y>, siendo a un factor de normalización. Solo si el conjunto de todos los fotones (o gran parte de ellos) vibra respecto del mismo eje se habla de luz polarizada.

Existe también la posibilidad de que un fotón esté polarizado circularmente, en tal caso en el ejemplo anterior se tendría |polarización-del-fotón> = a |polarización-en-eje-x> + b |polarización-en-eje-y>, con b un número complejo desfasado respecto de a. Esto hace que el plano de polarización vaya cambiando con el tiempo.

carlos escribió:C) - La polarización de la luz, estriba en seleccionar a un limitado abanico de estos planos?.
La frecuencia, cantidad de oscilaciones por segundo, se realiza a la velocidad "c".

La cantidad de oscilaciones por segundo no es el movimiento de la partícula. No es que el fotón suba y baje respecto de un eje perpendicular a su dirección de propagación, sino que el fotón se mueve en línea recta y lleva asociado una onda. A esto se lo denomina dualidad onda-partícula. Por tanto, la frecuencia de oscilación no es una velocidad de subida y bajada del fotón en el espacio. Desde esta perspectiva ha de entenderse también la respuesta a la pregunta B.

carlos escribió:D) - ¿c/ f , no es la longitud total que recorre el fotón en un segundo?.
De ser así, llamándole a este recorrido total de las oscilaciones extendidas longitud de onda,

No, esto es incorrecto. Véase la respuesta anterior. El resto, así como tu concepto de amplitud, se basan en mi opinión en este error conceptual. Sobre la amplitud y su interpretación física ya he explicado algo en el otro hilo.

Un saludo.

Guest

Una previa

Mensajepor Guest » 06 Mar 2007, 19:04

Tanto Alex, como alshain, me habeis respuesto con un detalle inesperado.
Pero ardientemente deseado por mí.

Asimilando lo expuesto, apoya mi creencia en la "Anarquía Cuántica".
Estos fotones, viajan en haces que son una algarabía. (Las ondas, ensambladas como nidos de culebras).
Se mezclan las Energías, los sentidos vibratorios de las ondas, varían las cantidades de ellas, total un reto para la Aspirina.

Veo claro, que unicamente ingentes cantidades de fotones, capaces de convertir números cuánticos, en macros, pueden otorgar resultados tendentes a cumplir con la física clásica.

Así, puedo cerrar esta Previa, para con lo asimilado, proseguir en el "Viaje Ondular" interrumpido.

Quizá lo que ahora falte todavía, será contemplar el alcance de la onda asociada al fotón, como si de un traje indolentemente le vistiera recto, inclinado, o al biés.

Habiendo desvelado esta parte por mí ignorada, ya no me extrañaré, si esto último, también lo saben los profesores.

Saludos del Abuelo. :D

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