Figurando al fotón

[Avicarlos]

Considero para poder formar una imagen del fotón inmaterial, la figura de una esfera que se desplaza a velocidad c en sentido normal al de la cuerda ideal en que se ubica, de longitud el valor de la llamada longitud de onda. Puede hallarse en un instante en cualquier punto de la longitud de esta cuerda. El fotón base en la escala Planck es el de 1 Hz. Aquí imagino al mínimo de esta escala como al de 5,39 *10^-44 Hz Y al máximo como el de 1,87 *10^43 Hz.



Saludos de Avicarlos

[Avicarlos]

Con los croquis avanzados arriba, puedo ir imaginando por ejemplo el motivo por el que las ondas lumínicas no traspasan muros y las de radio sí.
Causalmente porque son más débiles. Las ondas de radio vienen a representar una energía un millón inferior a la que ostenta la luz.
O sea, que la luz no puede atravesar material de moléculas tupidas hasta por ejemplo 1 Ängström, en tanto que las de radio pueden pasar hasta por 1 Fermi.

Todo se debe a la aglomeración de fotones tal como se ve en el dibujo. La luz se agolpa en una onda relativamente corta, en tanto que la radio lo hace con gran lasitud.
Imaginaos lo que ocurre cuando una persona traspasa el umbral de una puerta que es dos veces más ancha que su propia envergadura.

-Pues que pasa con toda tranquilidad incluso sin tocar sus bordes.

Ahora pensad en esta misma puerta de salida de un espectáculo en el que dijo alguien :¡¡¡ Fuego!!!

-Pues que se agolpan doce personas al unísono y no logra traspasar el umbral ninguna. jajajaja

Saludos de Avicarlos.
Nota: Se deducen muchas más cosas con este simil de fotón en forma de esfera minúscula, pero con un diámetro mayor que cero. Vamos a digerirlo pausadamente.

[Avicarlos]

Son radiaciones ionizantes los rayos X, rayos γ, partículas α y parte del espectro de la radiación UV entre otros. Por otro lado, radiaciones como los rayos UV y las ondas de radio, TV o de telefonía móvil, son algunos ejemplos de radiaciones no ionizantes.


Para los efectos de los lectores no especializados en esta disciplina (mi caso, aunque leo para entender) mejor atribuyan la denominación de radiación ionizante, a la radiación electromagnética que por su considerable energía, es capaz de arrancar electrones a la materia que se opone a su paso.
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Considerad que toda materia, está compuesta por moléculas agrupadas con una tensión que las mantiene unidas, pero con poros. O sea que no están en contacto continuo todas las partes. A su vez son los átomos los que constituyen a estas moléculas. Y tanto unas como otros, su capa externa es la de los electrones.
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Luego se puede intuir que la materia en general presenta aspectos variados debido a la diversa conjunción de átomos en moléculas y separados por los electrones. Los poros alcanzan valores de separación hasta milimétricos, en tanto que los electrones permiten separaciones mil veces menores. Y no digamos de la separación habida entre los núcleos atómicos y sus electrones en capas orbitales. Se trata de separaciones del orden de un millón de veces menor.
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Visto así, la diferencia entre las radiaciones cualesquiera de ellas, estriba en su fuerza energética (frecuencia de vibración, o golpeo de los fotones) y en la longitud de onda (cohesión de fotones agrupados).
Y con estos considerandos, ya se entiende lo que representa el gráfico. Las radiaciones alfa y beta, son másicas y no electromagnéticas.
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Las radiaciones alfa son protones con mucha masa pero no demasiada energía y de diámetro de un núcleo. Luego la mano los detiene ya que los poros, ofrecen resistencia similar.
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Las radiaciones beta, son electrones cuya masa y tamaño son inferiores, atraviesan la mano, pero no al aluminio, cuyos poros están al nivel de los electrones.
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Los rayos X por su energía y corta longitud de onda, pasan por los poros de la mano, pudiendo llegar a arrancar electrones. Por tal peligro los usados en radiografías, son de la frecuencia inferior y se restringe el tiempo de exposición.
También atraviesan al aluminio, pues la concentración de fotones en su longitud de onda, ejerce fuerza superior a la que se oponen los electrones a su paso. Si los poros son suficiente amplios, pasan los fotones rozando, pero si no lo son, se abre paso arrancando los electrones que le entorpecen. Es evidente que este ejercicio de fuerza, va perdiendo fuelle. Pues un grosor mayor de la placa de aluminio, llegará a absorber la totalidad de la radiación X.
Sin embargo la oposición del plomo es ya insuperable a partir de varios centímetros de grosor.
..
Los rayos gamma, son semejantes a los X pero con mucha mayor energía y menor longitud de onda. La relación entre ambos valores hace que la fuerza de empuje sea muy superior a la realizada por cualquiera de las anteriores radiaciones por lo cual desgarran a su paso todo lo que encuentran hasta toparse con muros de hormigón de bastante grosor.
Los neutrones son un caso especial, ya que siendo su tamaño el mismo que el de las partículas alfa, careciendo de carga eléctrica, no se les oponen los electrones.
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Estas son las diferencias que las distinguen de las ondas no ionizantes. Las no ionizantes, con menores energías no atraviesan poros inferiores a su longitud de onda, con un considerando que es el de su densidad de energía dentro de su propia longitud de onda, ya que el límite de densidad es el un fotón en la longitud de un número tan elevado como el que indiqué en los primeros gráficos del orden de diez elevado 43 metros.
Los resultados los daré como idea, aparte.

Saludos de Avicarlos.

[Miguelo]

Gracias Carlos,
Muy interesante y didáctico.

Un saludo

[Inaxio]

Las radiaciones alfa son protones con mucha masa pero no demasiada energía y de diámetro de un núcleo. Luego la mano los detiene ya que los poros, ofrecen resistencia similar.
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Las radiaciones beta, son electrones cuya masa y tamaño son inferiores, atraviesan la mano, pero no al aluminio, cuyos poros están al nivel de los electrones.
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Los rayos X por su energía y corta longitud de onda, pasan por los poros de la mano, pudiendo llegar a arrancar electrones. Por tal peligro los usados en radiografías, son de la frecuencia inferior y se restringe el tiempo de exposición.
También atraviesan al aluminio, pues la concentración de fotones en su longitud de onda, ejerce fuerza superior a la que se oponen los electrones a su paso. Si los poros son suficiente amplios, pasan los fotones rozando, pero si no lo son, se abre paso arrancando los electrones que le entorpecen. Es evidente que este ejercicio de fuerza, va perdiendo fuelle. Pues un grosor mayor de la placa de aluminio, llegará a absorber la totalidad de la radiación X.
Sin embargo la oposición del plomo es ya insuperable a partir de varios centímetros de grosor.
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Los rayos gamma, son semejantes a los X pero con mucha mayor energía y menor longitud de onda. La relación entre ambos valores hace que la fuerza de empuje sea muy superior a la realizada por cualquiera de las anteriores radiaciones por lo cual desgarran a su paso todo lo que encuentran hasta toparse con muros de hormigón de bastante grosor.
Los neutrones son un caso especial, ya que siendo su tamaño el mismo que el de las partículas alfa, careciendo de carga eléctrica, no se les oponen los electrones.
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Estas son las diferencias que las distinguen de las ondas no ionizantes. Las no ionizantes, con menores energías no atraviesan poros inferiores a su longitud de onda, con un considerando que es el de su densidad de energía dentro de su propia longitud de onda, ya que el límite de densidad es el un fotón en la longitud de un número tan elevado como el que indiqué en los primeros gráficos del orden de diez elevado 43 metros.
Los resultados los daré como idea, aparte.

Saludos de Avicarlos.

Hola Carlos.

Las partículas alfa son núcleos de helio. Es decir, dos protones y dos neutrones. Tiene elevada energía cinética, debido a su masa y viajan al 10% de c.

En cuanto a la radiación beta, habría que distinguir entre la Beta mas y la Beta menos. La partícula ionizante de la primera el el positrón y el de la segunda el electrón. Estas partículas viajan a 200.000 km/s.

Los rayos X y la radiación gamma, son fotones de alta energía como consecuencia de desintegraciones radiactivas alfa y beta. Esta claro que que las partículas alfa y beta al ser mas grandes quedan retenidas al intentar atravesar ciertos materiales pero otra razón por la que los rayos X y los gamma son mas penetrantes, es su carencia de masa y de carga.

Un saludo.

[Avicarlos]

Gracias por dar más detalles inaxio. Los puedo incorporar a lo ya descrito, pero no quitan un ápice de lo que intento explicar. Tal como dices obedece perfectamente a la idea de que unas partículas son ionizantes mientras que otras no.

Y de las no ionizantes, unas traspasan poros y otras no.
Sigo pensando, mientras nadie demuestre lo contrario, que ello es debido a que tienen poca energía.
Las que no pueden pasar, son las de frecuencias entre10^15 Hz y 10^12 Hz

La cantidad de fotones (sub cero según mi croquis inicial) que se agolpan frente a la rendija oponente de la materia (10^-10 m en general), no disponen con su frecuencia incluída de la suficiente energía para atravesarla.
Recordemos que los electrones de la rendija se oponen a su paso, con una energía de 10^-19 J .

Los fotones disponen de 10^-34 J. Esto debería exponerlo con un gráfico que no se permite aquí a falta de Tex y además por no tenerlo realizado con Excel, ya que no aprendí tal técnica y es muy engorrosa.

Luego los que pueden pasar son los de frecuencias entre 10^12 y hasta 10^0 Hz.
El motivo es por cuanto la cantidad de fotones (sub cero) que se agolpan es tan bajo debido a su larga longitud de onda , que se escurren sin necesidad de que hayan fotones de frecuencia que les empujen.
Por su energía no pasarían pero por su dimensión, sí pasan.

Es lástima que el baremo que realicé que me costó muchas horas, no lo pueda ofrecer. Con todo espero que se me entienda y que tal como ayuda inaxio en mejorar la descripción surjan voluntarios para seguir con esta labor.
A mí me sirve para ir entendiendo las acciones de los fotones con su relacionada longitud de onda o con la asociada.

Saludos de Avicarlos.

[Avicarlos]

Una consecuencia de lo propuesto como esta forma del fotón, es el que las ondas del espectro, mayormente no son polarizables.

Ya podemos eliminar la Ionizantes, puesto que cualquier filtro que pretendieramos, sería desgarrado.
Y las ondas de longitudes superiores a las microondas también son candidatas a su eliminación de las polarizables.
Según lo estimado, tales ondas, permiten que sus fotones base, se filtren por los poros de 10^-10 m, luego no pueden peinarse con materiales tan esponjados.
Se requieren métodos que obliguen a pasar por intersticios del orden del Fermi.
Y los más débiles aún, ni con tales intersticios pueden polarizarse. Siguen filtrándose.

Saludos de Avicarlos.

[Avicarlos]

Mis primeros intentos para ver por la red algún artículo que me descifrara la incógnita, ya fallaron.
Todo lo que probé con Google sobre la polarización de ondas electromagnéticas, refiere únicamente los límites que indiqué y para mayor seguridad a mi supuesta franja posible de polarizar, podría ampliar entre los 10^9 y los 10^16 Hz. Pero en definitiva, no sé encontrar ninguna referencia sobre la polarización de rayos ionizantes, o bien de los más débiles que los de radio.



También se habla de descubrimientos de materiales que consiguen mayor fineza en la polarización, por sus propiedades ferromagnéticas, pero normalmente se apartan de lo que pregunto y que me gustaría conocer opiniones fiables sobre mi discernimiento.

Saludos de Avicarlos

[cosmico]

Con los croquis avanzados arriba, puedo ir imaginando por ejemplo el motivo por el que las ondas lumínicas no traspasan muros y las de radio sí.
Causalmente porque son más débiles. Las ondas de radio vienen a representar una energía un millón inferior a la que ostenta la luz.
O sea, que la luz no puede atravesar material de moléculas tupidas hasta por ejemplo 1 Ängström, en tanto que las de radio pueden pasar hasta por 1 Fermi.

Todo se debe a la aglomeración de fotones tal como se ve en el dibujo. La luz se agolpa en una onda relativamente corta, en tanto que la radio lo hace con gran lasitud.

Tengo una duda-planteamiento que siempre me ha venido a la cabeza y aprovecho el hilo éste para hacerla. ¿sería posible que la naturaleza estuviera comprobando las colisiones de fotones como pasos discretos de un número finitos de "momentos dados" en relación a su amplitud de onda?.

Lo digo porque en programación el considerar el movimiento de los objetos como saltos de posición en el tiempo, produce que los que tienen poco tamaño y sobre todo a altas velocidades se traspasen unos a otros. La analogía con la luz si se consideran partículas minúsculas con una determinada frecuencia es cuando menos curiosa.

En programación hay dos formas de resolverse, una es fraccionando los pasos, de manera que se asegure que todos los objetos con tamaño mínimo siempre colisionarán unos con otros independientemente de su velocidad, y que aunque en la práctica puede ser válido, no es perfecto puesto que siempre puede haber un objeto más pequeño y por tanto la potencia de cálculo debería de ser infinita. La otra es considerar los objetos como trayectorias entre dos pasos en forma de líneas, o incluso volúmenes, y las colisiones como intersecciones de esos segmentos o volúmenes, pero esto último aunque resuelve el problema no dejaría de ser un truco o trampa.

Así que si la naturaleza no es amiga de trampas, y realmente no existe un sistema continuo infinito, encontraríamos que, para objetos cotidianos las colisiones naturales funcionan perfectamente, pero al acercarse al límite de precisión de velocidad y tamaño como en el caso de la radiación y los átomos, las cosas son diferentes, y de algún modo podemos llegar a ver los defectos o los límites de la precisión.

Resumiendo, lo que planteo y pregunto es si para una frecuencia más alta el sistema comprobaría un mayor número de veces en el tiempo, y por tanto en la distancia. Lógicamente un mayor número de comprobaciones en un espacio dado da más posibilidades de detectar una colisión.

[Avicarlos]

Quizá no te habrás dado cuenta cosmico que tal como refiero puede imaginarse al fotón, a mayor frecuencia, le corresponde cantidad mayor de fotones base. Tanto es así que para no separarme de lo ortodoxo en la Escala de Planck, supongo que la frecuencia mayor corresponde al número asimismo mayor de fotones concentrados en una esfera de diámetro 1,6 *10^-35 m.

En tal supuesto, deberíamos aceptar que la energía allí concentrada, viene a ser masa. Pues solo tiene que haber un mecanismo, que consiga a cambio de esta reducción en el movimiento de los fotones, realice la equivalencia
E= m*c^2


El que la energía se nos dé con el valor de h * f, no significa que con más f, se emita más visión, sino más fuerza. Se trata de dar más golpes en menor tiempo. Esto es la frecuencia. Y el tiempo también Planck nos lo limita a 5,39*10^-44 s

Tiempo menor, ya escapa de esta escala.

Saludos de Avicarlos.