¿Es una linterna de 3 LED más brillante que una de un solo LED? (mismos LED, misma potencia a través de cada LED)

Digamos que tengo un LED en una linterna, produce algo de luz.

Ahora, si tengo 3 de esos LED en la misma linterna, cada LED recibe la misma cantidad de energía que el único LED que recibía en el modelo descrito anteriormente (produciendo así, individualmente, la misma cantidad de luz), obtendré ( percibir) más luz? ¿Será más brillante? (considerando los 3 LEDs muy cerca uno del otro, misma dirección, etc.)

Rápidamente dicho : ¿la luz percibida se "resume"?

Pregúntese qué es el brillo en términos de propiedades de la luz (número de fotones). Entendiendo esto, deberías ver la respuesta.
¿Tiene que ser una linterna y LEDs? Es la misma respuesta que tener una bombilla de 100 vatios en una habitación o 3 bombillas de 100 vatios en la misma habitación.
@annav sí, puede ser una bombilla, por lo que a mí respecta, y creo que la respuesta sería la misma. Pero, ¿cuál es esta respuesta?

Respuestas (1)

Recuerda que la intensidad es proporcional al cuadrado del campo eléctrico. Entonces, si los tres campos eléctricos se suman, entonces la intensidad combinada no aumentará por un factor de 3, sino por un factor de 9. Sin embargo , en la práctica es poco probable que los tres campos eléctricos estén en fase entre sí. Además, es poco probable que apunten en la misma dirección. Además, también existe la posibilidad de que todos sean de la misma magnitud y apunten a 120 o en cuyo caso se cancelarían exactamente entre sí. Entonces, la intensidad en realidad podría ser cualquier cosa entre 0 y 9 veces las intensidades individuales. Esto es con respecto a la intensidad instantánea, la intensidad en un instante particular de tiempo. La intensidad que realmente percibimos como humanos sería la intensidad promediada en el tiempo (el ojo humano no puede percibir fluctuaciones de más de 20 Hz y la frecuencia de la luz visible es mucho más alta que eso). Por lo tanto, tendríamos que calcular la intensidad promediada en el tiempo (cuadrado de campo) durante un período de tiempo.

I = 1 T ∫ 0 T ( mi 1 ( t ) → + mi 2 ( t ) → + mi 3 ( t ) → ) 2 d t
Debido a su dependencia de senos y cosenos, solo los términos que tienen cuadrados de estas funciones contribuirían y el resto sería cero, por lo que resultaría ser exactamente 3 veces la intensidad de una lámpara individual. Entonces resulta que se suman, pero esto no se puede haber concluido a priori, las matemáticas deberían haberse resuelto.

La luz de los diferentes LED no es coherente y, por lo tanto, no interferirá. Habrá tres veces más luz, aunque nadie sabe cómo percibe esto el ojo.
¿Por qué no E1^2 + E2^2 + E3^2 si las ondas no interfieren entre sí? ¿O no puedes, como sugiere Will , considerar la luz como un montón de fotones en lugar de una onda? (por cierto, ¿realmente puedes "cancelar" algo de luz emitiendo la "señal" perfecta de fase opuesta?)
"pero esto no se puede haber concluido a priori, las matemáticas deberían haberse resuelto". Mi argumento a priori es que la energía es aditiva. 3 cada bombilla de cien vatios da la misma luz que una bombilla de trescientos vatios.
@Totor Sí, puede "cancelar" algo de luz, aunque aún se debe conservar la energía. Entonces, si interfiere dos ondas de luz, el resultado son algunos puntos brillantes y algunos puntos oscuros: puede tener una interferencia destructiva perfecta localmente, pero no globalmente.
@annav, ¿entonces no es aditivo? Quiero decir, si 3 bombillas dan la misma luz que una, no obtienes el beneficio de tener 2 bombillas más, ¿verdad?
el mayor vataje (3x) tiene problemas de orden superior de demasiado calor concentrado que probablemente envejecerá la lámpara antes. 3 con 1/3 de potencia cada uno es mejor que uno, lo que reduce la probabilidad de permanecer en la oscuridad por el envejecimiento de la lámpara o un accidente (el envejecimiento sigue una curva de probabilidad) y otros beneficios similares.
@annav, por favor, no entre en detalles tan prácticos (calor y envejecimiento), esto está fuera de discusión, estoy interesado en la teoría sobre la luz.
@Kyle, aún puede cancelar el sonido (ver auriculares con cancelación activa de ruido) y oponer dos fuerzas mecánicas para que nada se mueva, pero las 2 fuerzas existen, ¿por qué no puede cancelar la luz?
echa un vistazo a este gizmag.com/worlds-first-anti-laser-demonstrated/17932 . Se necesita un medio, creo que para que la cancelación de luz se convierta en calor.
@annav: 100 W se refiere al consumo de energía eléctrica. un porcentaje de esto se convierte en luz. la energía sería aditiva en un sentido promediado en el tiempo si observa la energía total radiada por las lámparas. cuando desea conocer la iluminación, debe observar la densidad de energía en un punto particular del espacio. esto sería aditivo solo si lo está considerando como un valor promediado en el tiempo o como un promedio sobre una región particular del espacio. nuevamente, esto se debe al comportamiento promedio de senos y cosenos.
en un instante particular de tiempo, y en un punto particular en el espacio, la energía no necesita ser aditiva. serían los campos electromagnéticos los que son aditivos - esto se conoce como el principio de superposición lineal para los campos, no existe un principio similar para la energía.
@Totor: considerar la luz como fotones sería útil cuando observa cómo se emite o absorbe. cuando eres cómo se suma en un punto, es el aspecto de onda lo que es importante. cómo la luz es absorbida por el ojo es tanto una cuestión de biología como de física y no podría comentar sobre eso.
@guru Las mismas bombillas de vataje tendrán las mismas pérdidas y darán la misma luz y la misma energía. La energía es un escalar y es aditiva.
¿Es una linterna de 3 LED más brillante que una de un solo LED? (mismos LED, misma potencia a través de cada LED)
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