Luz coherente e incoherente: definición y fuentes
Luz coherente e incoherente
¿Alguna vez ha notado lo claramente definido que está el rayo de luz cuando un cajero en el supermercado usa un escáner? El láser del escáner produce un flujo de luz constante y enfocado. Este es un ejemplo de luz coherente . Sus fotones , o partículas de energía luminosa, poseen la misma frecuencia y sus ondas están en fase entre sí. Cuando usa una linterna para iluminar un sótano oscuro, por otro lado, la fuente de luz es difusa y no se parece al flujo constante de luz producida por un láser. Aquí los fotones no tienen la misma frecuencia y las ondas no están en fase entre sí. A esto lo llamamos una forma de luz incoherente .
Estos tipos de luz, o radiación electromagnética , son solo una forma de luz que podemos ver con nuestros ojos. También hay formas de luz que son invisibles a nuestros ojos y poseen diferentes longitudes de onda, incluidos los rayos gamma, rayos X, rayos ultravioleta, luz infrarroja, microondas y ondas de radio. Con esto en mente, exploraremos algunos términos y propiedades importantes de la luz que rodean los conceptos de luz coherente e incoherente.
Propiedades de la luz
El término luz, como se usa comúnmente, se refiere a la luz que vemos con nuestros ojos, pero esto solo comprende una parte del espectro electromagnético . Este espectro incluye muchas formas de luz que se distinguen entre sí por sus longitudes de onda. La luz también se compone de campos magnéticos y eléctricos, de ahí el término “electromagnético”.
Además de la luz visible, probablemente esté familiarizado con otra parte del espectro electromagnético: los rayos X. Por lo general, experimentamos radiografías en el dentista, donde pueden ayudar a detectar caries y enfermedades de las encías. También es la dosis más baja que recibimos en nuestra vida diaria. Podemos referirnos a cualquiera de estas ondas de luz en el espectro como radiación electromagnética o energía que emana de un cierto punto en el espacio. Y dependiendo de su fuente, pueden describirse como luz coherente o incoherente.
Estas diferentes fuentes de luz comparten algunas propiedades. Todas las ondas de luz contenidas en el espectro viajan a una velocidad de 300 millones de metros (186.000 millas) por segundo; el símbolo científico de la velocidad de la luz es c . Esto es cierto tanto si las ondas son coherentes como si son incoherentes. Además, la velocidad de la luz es constante en todo el universo conocido, una característica que fue descrita por primera vez por Albert Einstein en su Teoría especial de la relatividad en 1905.
La luz también puede existir como onda y como partícula. Vimos esto en la introducción, al describir las características físicas de la luz coherente e incoherente. Estas partículas de luz, o fotones, que fueron descubiertas en 1905 por Einstein contienen una cantidad particular de energía, o cuantos, que también contienen una cierta frecuencia. La longitud de onda de la luz es la distancia entre las crestas o picos de una onda o entre los puntos más bajos o valles de una onda.
La frecuencia de una onda de luz está relacionada con su longitud de onda. Es inversamente proporcional al número de veces que un grupo de ondas específico pasa por un punto particular en un segundo y se mide en ciclos por segundo. Así, la cantidad de energía que posee un fotón es directamente proporcional a su frecuencia pero inversamente proporcional a su longitud de onda. Puede visualizar este concepto cuando sintoniza su estación de radio favorita que transmite en una frecuencia particular junto con una longitud de onda asociada de ondas de radio que se puede calcular. Estas ondas de luz también pueden clasificarse como coherentes o incoherentes.
Resumen de la lección
La luz en todas sus formas existe tanto como onda como como partícula llamada fotón . La energía de los fotones para una onda de luz en particular es proporcional a su frecuencia pero inversamente proporcional a su longitud de onda.
La luz coherente es una forma de luz cuyos fotones comparten la misma frecuencia y cuyas longitudes de onda están en fase entre sí. La luz de un láser, como un escáner de caja, es un ejemplo perfecto. La luz incoherente no contiene fotones con la misma frecuencia y no tiene longitudes de onda que estén en fase entre sí. Este tipo de luz es difusa, como la de una linterna, en lugar de un flujo de luz constante como con un láser.
Si bien usamos el término común “luz” para describir la luz que vemos con nuestros propios ojos, también existen formas de luz o radiación electromagnética que no podemos ver, como rayos gamma, rayos X y ondas de radio. Juntas, estas formas de luz visibles e invisibles forman el espectro electromagnético . Las formas de luz que inciden en diferentes partes de este espectro poseen características que dependen principalmente de su longitud de onda y frecuencia. Todas las formas de luz viajan a una velocidad de 300 millones de metros (186.000 millas) por segundo, escrito como c .
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