¿Cuál es la diferencia entre luz tenue y brillante?

El brillo es solo la cantidad de fotones por segundo que llegan a tu ojo; todas las demás propiedades de la luz son las mismas.

editar: ¡el brillo percibido es la cantidad de fotones 'detectados' que golpean su ojo por segundo!

Diferentes longitudes de onda de luz corresponden a diferentes colores. 555nm significa luz con una longitud de onda de 555 nanómetros (miles de millones de un metro), es aproximadamente luz verde. Entonces, todo esto dice que su ojo es más sensible a la luz verde y, por lo tanto, una determinada cantidad de fotones verdes por segundo aparecerá más brillante que la misma cantidad de fotones rojos. Puede ver esto con punteros láser, ya que los punteros pequeños de la misma potencia: los verdes se ven mucho más brillantes que los rojos.

La bombilla de 100 W disipa más energía por segundo (1 vatio = 1 julio por segundo) que la bombilla de 20 W y, en consecuencia, la luz que emana de la bombilla de 100 W transporta más energía que la luz que emana de la bombilla de 20 W.

En la imagen de la luz como onda electromagnética, la energía transportada por la luz es proporcional al cuadrado de la amplitud de la onda. El término técnico para esta energía es "flujo de Poynting". (De hecho, generalmente tomamos el promedio de tiempo durante un período de oscilación como la definición de la energía en la onda). En este modelo, los fotorreceptores en su ojo son osciladores. ¿Qué es oscilante? Carga eléctrica. Las cargas se aceleran en respuesta al campo eléctrico de la luz: cuanto mayor sea el campo eléctrico (o amplitud), mayor será la amplitud de la oscilación y mayores serán las corrientes eléctricas en el ojo (y mayor el brillo).

En la imagen de la luz como partícula (un fotón), cada partícula lleva consigo una cantidad de energía proporcional a su frecuencia:$E=h\nu$, dónde$h$es la constante de Planck y$\nu$es la frecuencia de la luz. El flujo de energía es entonces la energía por fotón multiplicada por el flujo de fotones (# de fotones por unidad de área por segundo). Entonces, la bombilla de 100 W emite más fotones por segundo que la bombilla de 20 W. En este modelo, los fotorreceptores de su ojo experimentan reacciones químicas como resultado de la absorción de fotones. Cuantos más fotones se absorben por segundo, más brillante aparece la luz.

No soy tan experto como un profesional, pero tengo una pasión privada por este campo.

Dim y bright son términos perceptuales. Hay muchas dimensiones. Comenzaré con una idea simple y la desarrollaré.

Considere que está adaptado a una luz monocromática de alrededor de 533 nanómetros de longitud de onda que baña la habitación de tal manera que la luz del objeto más brillante genera aproximadamente 1e7 fotones por segundo en un cono L foveal de 1 micrón de diámetro de cara. Esto se considera una escena bien iluminada pero no estresante. Las opsinas fotorreceptoras se blanquean a una velocidad de aproximadamente 5e3 opsinas por segundo. La luz no se siente tenue ni brillante porque estás adaptado.

Si aumenta la tasa de fotones de origen en un factor de 10, ese mismo fotorreceptor ahora se está blanqueando a una tasa de 5e4 opsins por segundo. Esto se siente más brillante. Pero con el tiempo, el fotorreceptor sufre fagocitosis, disminuyendo su longitud en un 90 %, cambiando la tasa de blanqueo de opsina de nuevo a 5e3 opsinas por segundo, por lo que ahora experimenta esto como ni tenue ni brillante.

Si disminuye la longitud de onda a 430 nanómetros, la tasa de blanqueo del cono L disminuye en un 90 % y uno pensaría que esto parecería tenue. Sin embargo, la tasa de blanqueo del cono S alcanza su máximo y los conos S tienen un efecto más fuerte en el brillo percibido que los conos L, por lo que sin aumentar la tasa de blanqueo de fotones, la luz ahora parece haberse vuelto más brillante.

Esta es la razón principal por la que las gafas de sol de color ámbar hacen que el mundo parezca más brillante y colorido. Al suprimir los fotones de longitud de onda corta para que no lleguen al ojo, la adaptación de la polarización de los conos L y M favorece un mayor rango lineal. Esto hace que los colores sean más discriminables y es otra dimensión del brillo.

Dejaré estas tres dimensiones para una mayor discusión y, si se solicita, profundizaré aún más en el maravilloso mundo de la adaptación de la retina a varios regímenes de luz.