Entonces, si tiene una bombilla en una habitación y tiene una herramienta para medir la cantidad de luz que hay en la habitación, supongamos que la cantidad de luz causada solo por la bombilla es "1".
Si coloca un espejo al lado de la bombilla, ¿aumenta la cantidad de luz en la habitación a "2"?
¿Puedes seguir para que la luz de la habitación aumente a 3...etc con más espejos?
¿Hasta dónde puedes llevar esto? Además, ¿realmente está agregando luz a la habitación, o simplemente está causando que los mismos fotones se muevan más rápido (reflejándose de un espejo al siguiente) haciendo que parezca que hay más luz en la habitación, pero en realidad no la hay?
Me hizo pensar, así que pensé en preguntar aquí :)
Creo que las otras dos respuestas pierden un punto interesante de su pregunta. Pongamos una bombilla dentro de una esfera 100% reflectante. Todos los fotones emitidos permanecerán dentro de la esfera y la intensidad de la luz aumentará continuamente hasta el infinito.
Los espejos reales nunca son 100% reflectantes, pero hay espejos con una reflectividad de 99,98 (estos son espejos dicroicos que funcionan solo en un rango de longitud de onda estrecho). Con tales espejos, la luz puede reflejarse 1000 veces antes de escapar de la esfera, por lo que la intensidad de la luz dentro de la esfera será 1000 veces mayor en comparación con una lámpara sin espejos. La conservación de la energía no se viola porque no se crean nuevos fotones.
Lo que acabamos de crear es en realidad un resonador óptico , aunque normalmente tenemos una caja unidimensional con dos espejos paralelos y un pulso láser atrapado entre ellos (como en la espectroscopia de anillo descendente de cavidad ). Los espejos cóncavos se utilizan para atrapar mejor la luz.
Por "luz en la habitación" supongo que te refieres a la energía emitida por la bombilla por segundo, esto se conoce comúnmente como "potencia" (medida en unidades de vatios). También puede definir la cantidad de energía que golpea un área determinada, por ejemplo, el periódico que puede estar leyendo. Esta nueva cantidad se llama Intensidad (vatios por área).
Al poner espejos en la habitación, nunca cambia la "Potencia" total, la energía que sale de la bombilla en un cierto período de tiempo. En su lugar, cambia la intensidad, es decir, la cantidad de luz que llega a su periódico, pero siempre a expensas de un área más oscura de la habitación en otro lugar.
Para abordar la última parte de tu publicación, la luz siempre se mueve a la misma velocidad.
Querido Sev, antes que nada, algo simple. La luz en el vacío siempre se mueve a la velocidad de 299.792.458 metros por segundo: este hecho es exactamente cierto debido a la definición moderna de un metro. La velocidad de la luz en el aire es solo un 0,03 % menor que la velocidad de la luz en el vacío. Nada viaja más rápido que la luz en el vacío.
En segundo lugar, los espejos suelen reflejar menos del 100 % de la luz entrante, algo así como el 70 %. Pero ese no es el principal problema aquí.
En tercer lugar, la energía se conserva, por lo que no se puede producir mucha más "luz" poniendo espejos. No puede iluminar 100 hogares con 1 bombilla y "copiarla" con espejos. ¿Por qué no? Si bien puede aumentar, y casi duplicar, la "cantidad de luz" que incide en un área en particular, este hecho está (más que) equilibrado por el hecho de que la luz que sería absorbida por el área ocupada por el espejo mismo no es absorbido.
Entonces, cuando se trata del presupuesto de energía, los espejos ideales (que reflejan el 100% de la luz, solo por simplicidad) solo reorganizan la distribución de la luz: qué áreas finalmente la absorben y qué áreas solo la reflejan. La cantidad total de luz que se absorbe viene dada por la cantidad total de luz que se emite en la bombilla, y solo depende de la bombilla (y su potencia).
Si considera la luz como una "cosa práctica que nos permite ver algo", entonces quiere que la luz se refleje, por ejemplo, en un libro. Pero la cuenta de un libro que refleja algo de luz -para que podamos leerlo- es similar a la cuenta de un objeto que absorbe la luz. Los espejos pueden aumentar la cantidad de luz reflejada por un libro en particular, pero es posible que no aumenten la cantidad de luz reflejada por toda la habitación, suponiendo que tenga un albedo uniforme.
Si miras una bombilla y un espejo cercano, puedes ver "dos bombillas" y una cantidad doble de luz, por así decirlo. Pero esto sólo es cierto desde ciertas direcciones. Desde otras direcciones, el resultado es diferente ya menudo opuesto. Por ejemplo, si coloca sus ojos detrás del espejo, de modo que la bombilla esté en el lado opuesto del espejo que usted, entonces no verá ninguna bombilla directamente, ni luz no reflejada de una bombilla (y ninguna luz de bombilla). reflejada sólo por los espejos).
Esta lección es mucho más general. Los espejos, y cualquier otro dispositivo, pueden mover la energía de un lugar a otro o transformarla de una forma a otra. Pero nunca cambian la cantidad total de energía.
Saludos LM
grave