Similitudes entre la luz y otras frecuencias de ondas EM

Esta puede ser una pregunta ridícula, ¡pero aprenderé algo de ella! Digamos que hay un transmisor de TV transmitiendo a 100kW. Puedo recibir la estación muy bien a 20 millas de distancia. La antena está a 300 m en el aire. Si reproduzco esto pero con luz (coloco una "bombilla" de 100kW a 300 m en el aire), ¿podría ver la luz a 20 millas de distancia?

Entiendo que hay cosas a tener en cuenta, particularmente las diferencias de propagación en las diferentes frecuencias. Pero, ¿es esta una analogía significativa o totalmente inútil?

Solo agregaré algo: para ser precisos, si llamas "luz" a la radiación que produce una bombilla, entonces la radiación que emite tu antena también se llama "luz"... La diferencia es que la de la bombilla es visible , pero ambos son ligeros.
¿Tu pregunta es si tus ojos podrían detectar la luz? En otras palabras, ¿comparar la sensibilidad de sus ojos y la del receptor del televisor? ¿O simplemente está preguntando si ambas frecuencias toman el mismo camino? En el segundo caso, creo que las frecuencias pueden marcar la diferencia. Las longitudes de onda muy largas (frecuencias bajas) pueden doblarse alrededor de la tierra. Una estación LW, por ejemplo, BBC Radio 4 en el Reino Unido a 198 kHz, puede recibirse muy lejos de su transmisor. Mucho más lejos que las transmisiones de FM de mayor frecuencia a aproximadamente 93 MHz.
Alguna información aquí en.wikipedia.org/wiki/Radio_wave , ver Ondas terrestres. Sin embargo, esto parece ser significativo solo a frecuencias muy bajas, por ejemplo, onda media y onda larga. No creo que el efecto sea significativo en las frecuencias que normalmente se usan para las señales de TV. Por ejemplo, mencioné BBC Radio 4. Tiene un solo transmisor LW en Droitwich (centro de Inglaterra) pero lo he recibido en Alemania. El servicio de FM requiere múltiples transmisores solo para cubrir el Reino Unido,

Respuestas (2)

Técnicamente hablando, si no hay decaimiento de las ondas EM de ninguna frecuencia en particular, puede medir la señal en la configuración que está describiendo. Todo depende de cuán sensible sea el instrumento de medición (antena, ojo) a la potencia en consideración. Esto, por supuesto, es cierto para algunos valores grandes de intensidad de onda EM donde los efectos cuánticos serían irrelevantes.

100 vatios son 1600 lúmenes. El problema ahora es cuántos lúmenes emite 1 vela. Sí, estas son unidades muy antiguas.

Las estimaciones varían en cuanto a cuál es la equivalencia, pero me he conformado con la cifra más cotizada.

Una vela estándar se define como la emisión de una potencia de vela sobre 4 × π estereorradianes, esto equivale a 12,56636 lúmenes.

Entonces, una bombilla de 100 vatios debería dar la misma luz que 127 velas.

From Comparing Candle to Stars , basado en el trabajo realizado por investigadores que prueban qué tan tenue es la luz que se puede esperar ver, al comparar una vela a distancia con una estrella de magnitud conocida.

Las estrellas más brillantes, como Vega, tienen una magnitud 0. ¿A qué distancia sería comparable la llama de una vela con una estrella como Vega? Algunos experimentos nocturnos sencillos con una vela sugirieron que la distancia era de 338 metros. “A nuestros ojos, la llama de la vela y Vega aparecían con un brillo comparable”, dicen.

Para comprobarlo, el equipo observó tanto a Vega como a la llama de la vela usando la misma cámara digital (una cámara SBIG astronómica con una apertura de 35 mm y una distancia focal de 100 mm). Los resultados fueron algo sorprendentes. "La llama de la vela a 338 m era 2,423 magnitudes más brillante que Vega, aunque parecían comparables en brillo a nuestros ojos", dicen Krisciunas y Carona.

Eso plantea la cuestión de qué tan lejos debe estar la llama para que aparezca el mismo brillo que Vega. Esa no es una pregunta fácil de responder porque el CCD de la cámara es sensible a los fotones de una manera diferente a los ojos humanos y Vega y la vela emiten luz con espectros diferentes. No obstante, Krisciunas y Carona hacen algunas suposiciones de calibración y dicen que la paridad ocurriría a 392 metros. En otras palabras, la llama de una vela tiene el mismo brillo que una estrella de magnitud 0 a una distancia de 392 metros.

Las estrellas más débiles que los humanos pueden ver sin ayuda tienen una magnitud de 6. Las estrellas más débiles solo se pueden ver usando un telescopio o binoculares. Las estrellas de magnitud 0 son 251,2 veces más brillantes que las estrellas de magnitud 6. Entonces, si bien se tienen en cuenta las diferencias entre la luz de las estrellas y la luz de las velas, es posible calcular qué tan lejos debe estar la vela para que parezca tan brillante como una estrella de magnitud 6.

Krisciunas y Carona dicen que esto ocurriría a una distancia de 2.576 metros o aproximadamente 1,6 millas, y que a 10 millas una vela parecería tan brillante como una estrella de magnitud 9,98. “Esto está mucho más allá de las capacidades de los ojos humanos más sensibles”, dicen.

Entonces, la distancia más lejana que un ojo humano puede detectar la llama de una vela es de 2,76 kilómetros. Desde 10 millas, una vela parecería tan brillante como una estrella de magnitud 9,98. “Esto está mucho más allá de las capacidades de los ojos humanos más sensibles”, dicen.

Ahora la magnitud de las estrellas es así.

De la magnitud de las estrellas

Así, en 1856 Norman Pogson de Oxford propuso que una escala logarítmica de  100 5  2,512 entre magnitudes, por lo que cinco pasos de magnitud correspondían precisamente a un factor de 100 en brillo. Cada intervalo de una magnitud equivale a una variación de brillo de 1001/5 o aproximadamente 2,512 veces. En consecuencia, una estrella de primera magnitud es aproximadamente 2,5 veces más brillante que una estrella de segunda magnitud, 2,52 más brillante que una estrella de tercera magnitud, 2,53 más brillante que una estrella de cuarta magnitud, y así sucesivamente.

Ahora tienes 127 velas, así que no, no deberías poder verlo. Simplemente no lo reducirán a la magnitud 6, el brillo mínimo equipado para verlo.

Esto supone oscuridad total, como una estrella en un cielo despejado.