¿Es la Luz intangible para otra Luz? ¿Y cómo existe toda la luz que se cruza en el espacio?

Estaba pensando en cómo la luz realmente entra en mis ojos, y pensé en mi bombilla de luz que proyectaba rayos en cada parte de la pared de mi dormitorio y los reflejaba hacia mí. pero luego me di cuenta de que podía estar en muchos lugares diferentes y aun así ver toda esa luz, por lo que debe estar rebotando en todas las direcciones, o la luz que brilló en otros lugares rebotó alrededor de la habitación para terminar reflejándose en la pared en todos otras direcciones.

para que pueda ver toda la pared desde millones de átomos compensados ​​de espacios en mi habitación. pero concentrémonos en dos posiciones de átomos directamente en mis dedos índices. toda la pared está brillando directamente en esos dos átomos. entonces la luz está pasando a través de otra luz que se dirige hacia otra dirección.

solo con este escenario simple de la pared brillando hacia dos posiciones, en mi imaginación, dos pirámides de luz chocando entre sí, lo cual es difícil de imaginar cómo funciona eso, y mucho menos los billones más que se cruzan, el flujo constante de luz que revela el más mínimo de polvo en el aire en los días soleados, desde todos los lugares de su habitación, y cómo puede viajar al espacio, como lo hacen las estrellas hacia la Tierra desde años luz de distancia, concentrándose en cantidades cada vez más pequeñas de átomos en el espacio. Realmente me rompe la mente cómo funciona la luz.

así que supongo que mi pregunta es, más o menos, ¿cómo viaja la luz?

¡Buena descripción! Deberías echar un vistazo a las ondas de agua y ver cómo pasan fácilmente unas a través de otras sin estropearse. Por supuesto, cuando las olas son realmente intensas, pueden molestarse entre sí. (Y lo mismo puede pasar con la luz cuando la intensidad es extrema , especialmente cuando la frecuencia también es muy alta.)
Una publicación muy reflexiva. Tienes buenas habilidades de observación y razonamiento.

Respuestas (3)

Como dicen las otras respuestas, tanto en el modelo matemático clásico del comportamiento de la luz como en la mecánica cuántica donde la luz clásica se compone de una superposición de fotones, no hay interacción de la luz, de primer orden.

Las cursivas enfatizan que en el marco mecánico cuántico subyacente existe una interacción/dispersión de fotones en órdenes superiores, con una probabilidad muy pequeña en las frecuencias visibles.

fotón fotón

El diagrama es una abreviatura de una integral que permite calcular la probabilidad de que un fotón (dos garabatos entrantes) se disperse entre sí (dos garabatos salientes) a energías de luz visible. Los cuatro vértices electromagnéticos hacen que la contribución sea tan pequeña que puede ignorarse para las frecuencias de luz visible.

Los diagramas pasan a órdenes superiores en una expansión en serie convergente con contribuciones decrecientes de órdenes superiores, porque cada vértice da un ( 1 / 137 ) 1 / 2 contribución multiplicativa al valor final del diagrama, y ​​el diagrama anterior va a la cuarta potencia, por lo que ya la probabilidad de dispersión cae por 10 5 . Los órdenes más altos para la luz visible significan diagramas con más vértices con una contribución aún menor.

Sin embargo, el espectro electromagnético tiene fotones de mayor energía, hasta los rayos gamma, y ​​la probabilidad de que los fotones se dispersen aumenta con la energía, como descubrirán los estudiantes de física cuando alcancen un curso de mecánica cuántica.

Incluso hay propuestas para colisionadores gamma gamma .

Estoy muy contento de que alguien haya mencionado esto. ¡Gracias! Sin embargo, mencionaría que "To first order" es una frase incompleta. ¿ A primer orden en qué ? La frase "To n el orden" no significa nada sin indicar qué cosa estamos tratando como un pequeño parámetro :-)
@DanielSank aclaró
No puedo expresar mi gratitud lo suficiente por toda la información detallada que todos me han brindado. (tan rápido también) Tengo mucho que aprender de estos conceptos que todos han expuesto aquí. No puedo imaginar cuán inteligentes son realmente ustedes. ¡Gracias!

La luz es una onda electromagnética y la teoría del electromagnetismo de Maxwell explica muy bien cómo las ondas electromagnéticas se propagan en el espacio mediante la concatenación mutua de campos eléctricos y magnéticos variables en el tiempo descritos por las ecuaciones de Maxwell. Así se entiende bien cómo viaja la luz en el tiempo y el espacio.

Además, las ecuaciones de Maxwell conducen a ecuaciones de ondas lineales para los campos electromagnéticos. Esto significa que diferentes soluciones de ellos, es decir, diferentes ondas de luz, pueden superponerse en el espacio sin influenciarse entre sí. Esto podría explicar lo que probablemente quiso decir con "¿La luz es intangible para otras luces?"

Dejemos de lado un fenómeno específico conocido como interferencia por ahora, que es importante para casos especiales, no como una bombilla normal o la luz de una estrella. Ignoremos también los efectos gravitacionales.

"¿Es la luz intangible para otra luz?"

Sí. Dos o más fotones pueden ocupar el mismo lugar al mismo tiempo. Muchos fotones, u ondas electromagnéticas (de luz), pueden atravesarse sin afectarse entre sí. Entonces la luz puede cruzarse sin problema. Como comentó PM 2Ring, las ondas de agua hacen lo mismo.

Las ondas de sonido también lo hacen. Si estás en una fiesta y todos están hablando, las ondas de sonido de sus voces se superponen mientras viajan a tus oídos y a los de todos, pero no rebotan ni se destruyen entre sí. Puede parecer que realmente se confunden entre sí, pero eso se debe a que tus oídos no pueden enfocar como tus ojos. Si tuviera un micrófono direccional de muy alta calidad, podría apuntarlo a alguien en una multitud y escucharlo mucho mejor. (También hay algunos edificios con habitaciones (tal vez el techo) con forma de elipse o elipsoide que, si te paras en un punto focal, puedes escuchar a alguien hablando en voz baja en el otro punto focal, incluso si la habitación está llena de gente tomando.

Así que de vuelta a la luz. La luz de tu lámpara incide en todos los puntos de las paredes, y desde cada punto parte se refleja en todas las direcciones y pasa a través de la luz de otros puntos de las paredes hasta tus ojos y dedos o lo que sea. Viaja en línea recta y no se desvía por otra luz por la que pasa.