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Viaje al mundo del electromagnetismo: ¿qué es la luz?

سفر به دنیای الکترومغناطیس: نور چیست؟

Abrimos los ojos y lo que nos ayuda a ver el mundo que nos rodea no es sino “la luz O la radiación electromagnética. Este extraordinario componente ilumina el universo para nosotros y nos permite comunicarnos con el mundo que nos rodea.

Pero, ¿cuánto conocemos este componente básico en el mundo que nos rodea? ¿Conocemos sus componentes o cómo se propaga en el mundo? ¡En este artículo, vamos a entrar en el maravilloso mundo de la luz!

¿Qué es la luz?

La luz puede verse como una ventana al universo, desde la escala atómica hasta las grandes escalas cósmicas. luz o Radiación electromagnética Nos da casi toda la información sobre el mundo.

Luz de paquetes discretos de energía o los llamadoscuantos de energia” en el nombre de “fotón” Compuesto. El fotón puede ser La unidad fundamental de la radiación electromagnética. supo Cuando hablamos de la palabra fundamental, significa que no se puede descomponer en partículas o componentes más pequeños.

La luz que llega a tus ojos ahora mismo desde la pantalla, entre billones de billones fotón Compuesto. Se puede decir con seguridad que se utiliza en todas las industrias. Cuanto más pensamos en la luz y sus aplicaciones en el mundo cotidiano, más nos damos cuenta de que nuestras vidas están construidas alrededor de la luz. Necesitamos fotones continuamente.

Pero, ¿cómo llegan estos fotones a nuestros ojos?

Radiación electromagnética

En física, las ondas se dividen en dos categorías.ondas mecanicas” Y “Ondas electromagnéticasEstán divididos. Las ondas mecánicas son aquellos tipos de ondas que necesitan propagarse Entorno material tener. Por ejemplo, puedessonido“Citado. Ondas sonoras en Aspirar no estan publicados

Por otro lado, las ondas electromagnéticas no necesitan un entorno material para propagarse. Aspirar también se publican. Se puede decir que las ondas electromagnéticas son básicamente su propio medio. Por ejemplo, la luz Es una onda electromagnética – radiación electromagnética. En otras palabras, la luz es una forma de energía.

Espectros de radiación electromagnética

Tenga en cuenta, sin embargo, que la radiación electromagnética que llamamos luz incluye todo el espectro electromagnético. Este rango se calcula aumento de frecuencia (correspondiente a la disminución de la longitud de onda) es: ondas de radio, microondas, infrarrojos, luz visible, ultravioleta, rayos X y rayos gamma. Solo en este rango luz visible Se puede ver a simple vista.

Todas estas ondas electromagnéticas viajan a la velocidad de la luz, pero cada una interactúa de manera diferente con un asunto tener. Por ejemplo, mientras Radiografía Puede atravesar la piel del cuerpo humano. luz visible Él no tiene esa habilidad. La interacción de la luz -la misma onda electromagnética- con la materia Frecuencia Eso depende.

Es interesante saber que todos los objetos emiten radiación electromagnética. La mayoría de los objetos emiten radiación electromagnética en el espectro Infrarrojo Lo hacen, que esta radiación no es visible a simple vista.

Radiación electromagnética

Pero si tenemos una cámara infrarroja de mano, podemos ver las radiaciones de objetos con diferentes colores causadas por temperatura de Veámoslos. objetos con más cálido Crean longitudes de onda más cortas. Pero a temperaturas más altas, la luz ultravioleta se produce

Dualidad onda-partícula

Los físicos han estudiado el comportamiento de las ondas electromagnéticas durante años. Finalmente, mediante la realización de numerosos experimentos como el “experimentoFotoeléctrico“o el estudio del fenómeno”ComptonDescubrieron que los fotones tienen un comportamiento dual. En otras palabras, al igual que otras partículas subatómicas, los fotones se comportan Dualidad onda-partícula tener.

Por lo tanto, los fotones a veces Comportamiento de las olas y se esparcen como ondas en el espacio -imagínese la forma en que una ola se esparce por la superficie de un estanque en calma después de que se deja caer una pequeña piedra- y a veces Comportamiento de partículas y se comportan como partículas puntuales.

Ahora que sabemos que se propaga por el espacio con su comportamiento dual, ¿podemos obtener su velocidad de propagación? es a un número fijo – que como constante mundial Conocido, ¿lo entendemos?

velocidad de la luz

pie de nuevoAlbert Einstein¡Se presentó! Esta maravilla del mundo de la ciencia en el año. 1905 Al decir una frase extraña, creó una revolución en el mundo de la física. Él dijo: “¡La velocidad de la luz es constante!” Este punto cambió por completo nuestra comprensión de la naturaleza de la luz.

¡Hoy sabemos que nada puede ser más rápido que la luz! En otras palabras, la luz es siempre la más rápida, al menos teoría. Tal vez algún día, se puedan descubrir partículas en el universo que sean capaces de moverse más rápido que la velocidad de la luz.

velocidad de la luz

Pero ahora hay fotones que pueden moverse a la mayor velocidad posible en el universo debido a que no tienen masa. En otras palabras, los fotones al no tener masa les permite El límite de velocidad más alto del mundo lograr

La velocidad de la luz es una constante fundamental en la naturaleza, cuya importancia es mucho más amplia que su papel en la descripción de las ondas electromagnéticas. La velocidad de la luz como límite superior Se considera para la velocidad de propagación de señales y partículas materiales en el universo.

El valor exacto de la velocidad de la luz. Aspirar Exactamente 299.792.458 metros por segundo Es. Esta figura puede ser Trescientos mil kilómetros por segundo también aproximado Tenga en cuenta que este número es en realidad la velocidad de propagación de las ondas electromagnéticas en el vacío.

La velocidad de la luz como constante fundamental Se considera, en la famosa ecuación de la relatividad especial de Einstein E=mc^2 Aparece. Observamos que en este sentido, velocidad de la luz Con C ha sido mostrado, Energía (mi) Y masa (metro) se conecta.

¿Qué significa la velocidad constante de la luz?

Al responder a esta pregunta, Einstein tuvo una idea inesperada y paradójica: la velocidad de la luz de un fuente en movimiento igual a la velocidad de la luz de uno fuente estática Es.

Por ejemplo, los rayos de luz que emanan de un faro tienen la misma velocidad que los rayos de luz de un automóvil en movimiento o un avión de alta velocidad, y todos viajan a una velocidad constante medida por un observador, a pesar de la diferencia de velocidad. .

Radiación electromagnética

Entonces la velocidad de la luz Aspirar Es un valor constante y no depende de la velocidad de movimiento de su fuente.

Por lo tanto, ahora sabemos que la velocidad de la luz es una límite teórico y nada puede alcanzar la velocidad de la luz.

Astrónomo danés y medición de la velocidad de la luz.

Los esfuerzos de científicos y físicos por comprender la luz y su naturaleza se remontan al pasado. “Olaus RomeroFue el primer astrónomo en medir la velocidad de la luz por año. 1676 convertirse. De hecho, observó el intervalo de tiempo entre Eclipses consecutivos de las lunas de Júpiter ¿Cuál es la velocidad de propagación de la luz? Sin embargo, se demostró que esta velocidad era constante en el siglo pasado.

Después de eso, los científicos siempre intentaban medir la cifra obtenida por Romer con mayor precisión y corregir su valor.

No se deje engañar. ¡La velocidad de la luz no siempre es constante!

Tal vez todos hemos escuchado muchas veces que la velocidad de la luz es un número Trescientos mil kilómetros por segundo es una constante universal. Incluso lo mencionamos en el apartado anterior. ¡Pero no se deje engañar! La velocidad de la luz no es constante. Entonces, ¿qué queremos decir con el número mencionado?

El punto aquí es que la luz puede tener diferentes velocidades según el entorno en el que se mueve.

Esta afirmación de que la velocidad de la luz es un valor constante igual a trescientos mil kilómetros por segundo, sólo para Aspirar Es verdad. Entonces solo en Aspirar es que nada puede superar a la luz. Sin embargo, si un área contiene un asunto Incluso en la medida del polvo, puede ralentizar la velocidad de la luz.

Radiación electromagnética

la luz en atmósfera terrestre Se mueve a la misma velocidad que la luz en el vacío. Mientras la luz atraviesa un diamante, a velocidad Menos de la mitad Se alcanza la velocidad mencionada.

¡Límite de velocidad de la luz, nuestro límite de vuelo!

Cada vez que alguien pone un límite a algo, tendemos a eliminar ese límite de alguna manera. Fantasear con viajar más rápido que la velocidad de la luz siempre ha existido, y lo hemos encontrado mucho en la ciencia ficción.

Nuestro universo, del tamaño de la Vía Láctea, es un lugar grande. La nave espacial más rápida que tiene la NASA actualmente es la “Sonda solar más» es que para en el año 2018 Fue lanzado al cielo con el objetivo de acercarse al sol. Esta nave espacial tiene una velocidad máxima 200 km/s Es. Con esta velocidad, puede ser de ancho. Media hora Viajó de la tierra a la luna.

Puede parecer rápido. Pero es muy pequeño en comparación con la velocidad de la luz. Supongamos que la tripulación y el barco pudieran moverse a esa velocidad durante mucho tiempo. Sin embargo, aproximadamente 6400 años ¿Cuánto tarda esta nave espacial en llegar a la estrella más cercana a la velocidad mencionada, es decir,Próxima CentauriEn este artículo, hemos examinado la observación de la estrella más distante del universo.

Entonces, si aceptamos la relatividad especial, vemos que la situación se nos complica un poco.

Hay muchas historias de ciencia ficción que intentan superar tales limitaciones proponiendo el movimiento a velocidades superiores a la de la luz. Pero debemos saber que el movimiento con una velocidad más rápida que la luz es la razón Violación de las leyes de causa y efecto. Es posible, por lo que nos vemos obligados a aceptar este límite superior de velocidad según las leyes del universo.

¡Radiación electromagnética que viene del pasado!

Todos sabemos que para poder ver un objeto, un haz de luz debe llegar a nuestra pupila.

Onda electromagnética

Por supuesto, debemos mencionar la luz. dos La cara entra en nuestros ojos: una fuente de luz (como una lámpara) produce luz que entra directamente en el ojo, que el cerebro interpreta como luz, o una fuente de luz brilla sobre un objeto, y luego reflejamos esa luz desde el objeto. recibir lo mencionado.

Ahora supongamos que estamos tratando de observar cuerpos celestes, que están muy lejos de nosotros. Es obvio que la distancia entre el objeto y nosotros Más ser, su rayo de luz debe mayor distancia caminar hasta llegar a nuestros ojos.

Esto hace que siempre observemos el pasado de los objetos celestes – objetos distantes. Por ejemplo, cada fotón de luz Sol Sobre ocho minutos Se necesita tiempo para llegar a nuestros ojos desde la superficie del sol. En otras palabras, cada vez que observamos el sol, de hecho ocho minutos Lo vemos antes.

Ahora considere un cuerpo celeste distante. por ejemplo, “alfa centauro» cuál es el sistema estelar más cercano a nosotros, aproximadamente 4,3 años luz Está lejos de nosotros. Entonces se puede decir 4,3 años Se necesita tiempo para recibir su luz.

¡Hola de nuevo a Einstein!

Nuestra comprensión de la velocidad de la luz a partir de la teoría.Relatividad especialproviene, que establece que cuanto más se acerca la velocidad de un objeto a la velocidad de la luz, más rápido pasa el tiempo Disminuir encuentra. En otras palabras, cuanto más se acerca la velocidad de un objeto a la velocidad de la luz, más lentamente se mueven las manecillas del reloj.

Sin embargo, las matemáticas utilizadas para describir la teoría de la relatividad especial solo se aplican a objetos que viajan a velocidades cercanas a la velocidad de la luz. Estas relaciones directamente para fotones que se mueven a la velocidad de la luz, no se utiliza.

fotón

Así que es imposible decir lo que experimenta un fotón en términos de tiempo. En otras palabras, los científicos lenguaje matematico No necesitan describirlo. Algunos argumentan que el concepto del flujo del tiempo, la progresión del tiempo, no está definido y no tiene sentido para los fotones.

año luz

Ahora, conociendo los puntos mencionados, podemos utilizar el término “año luzdefinir correctamente. Básicamente, la distancia que recorre la luz Un año Se llama año luz.

En astronomía, debido a que las distancias entre objetos son muy, muy grandes, es muy común utilizar el concepto de años luz para describir distancias.

En escalas mayores, que se definen principalmente en cosmología, desde el concepto de año luz y velocidad de la luz hasta definir distancias cósmicas en términos de unidades como “parsec” O “mega parsec» se utiliza.

Esperamos que hayas disfrutado leyendo este artículo.

¿Qué es la luz?

La luz es un tipo de energía o en otras palabras Radiación electromagnética Es. La luz puede estar compuesta de paquetes discretos de energía llamadosfotónÉl sabía. Un fotón es una partícula sin masa y esta propiedad le permite viajar a la velocidad de la luz. fotones partículas básicas son, en el sentido de que no se pueden descomponer en partículas más pequeñas.

¿Todos los objetos tienen radiación electromagnética?

Sí. Todos los objetos que vemos a nuestro alrededor tienen radiación electromagnética. Dependiendo de la temperatura del objeto, su radiación estará en un espectro específico. Radiación de objetos en el espectro. luz visible se puede hacer con ojo desarmado presenciado De lo contrario, necesitamos un equipo especial para observar la radiación de los objetos.

¿Qué es una onda electromagnética?

La onda electromagnética es en realidad un compuesto Campo eléctrico Con Campo magnético Se forman perpendiculares entre sí. El cambio de estos campos en el tiempo crea ondas electromagnéticas.

¿Cuántos kilómetros es un año luz?

Como dijimos, la distancia que puede viajar la luz en un año esaño luz” ellos dicen. Debido al hecho de que la velocidad de la luz en el vacío es constante y definida, podemos decir la distancia de la luz en un año 9,46 billones de kilómetros viajes

¿Cuál es la relación entre un año luz y un parsec?

La unidad parsec es una unidad de medida de distancia en Escalas astronómicas Se usa y los astrónomos lo usan para expresar la distancia de los cuerpos celestes. Por definición, un año luz es igual a 0,306 parsecs.

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