¿Por qué solo podemos "ver" la luz reflejada? [duplicar]

Esta es una pregunta que me ha estado molestando por un tiempo. Ni siquiera sé si tiene sentido o no (como si se trata de una cuestión de física o se convierte en una cuestión filosófica). Pero aquí va. Básicamente, el quid de mi pregunta es que todos sabemos que no podemos ver la luz (como en su forma de fotón o de onda electromagnética) directamente cuando pasa a nuestro lado. Sin embargo, también sabemos que la forma en que vemos los objetos es por la luz que se refleja en ellos. Entonces, esto significa que estamos "viendo" la luz que se refleja en el objeto que luego envía la señal a nuestro cerebro diciendo que estamos viendo un objeto en particular. ¿Sabemos que tanto la luz que nos pasa como la luz reflejada por los objetos están compuestas de fotones (entonces son del mismo tipo)? Entonces, mi pregunta es qué le sucede al fotón de una luz después de que se refleja en los objetos,

Tu suposición es simplemente incorrecta. Es como si alguien preguntara por qué la tierra es plana.
¿Por qué no te hiere una bala que no te da?

Respuestas (7)

La clave es que la luz debe entrar en el ojo para que puedas ver algo.

No puede ver un rayo de luz de un láser de baja potencia que no se dirige a su ojo si el aire a través del cual viaja la luz no tiene polvo.
Agrega polvo al aire y puede ver la trayectoria del rayo láser debido a que la luz se refleja / dispersa del polvo y entra en su ojo.

Del mismo modo, ninguna atmósfera en la Luna conduce a un cielo negro incluso a la luz del día, mientras que en la Tierra el cielo es azul.

Para ver algo, la luz debe entrar en el ojo y los bastones (y conos) deben estimularse lo suficiente para que las señales se produzcan para que el cerebro las procese.

+1 por detectar la explicación/redacción que abordaba directamente lo que el autor de la pregunta tenía dificultades para entender. Quizás valga la pena mencionarlo explícitamente: esto también significa que no hay diferencia entre reflejada y no reflejada: también ve luz no reflejada todos los días, por ejemplo, del sol, bombillas, pantallas de computadoras/teléfonos, etc., pero solo porque parte de esa luz también termina entrando en tu ojo.
Me pregunto cuántos apuntan ahora con un láser directamente a su ojo para comprobar si pueden verlo. ¿Necesito agregar una pista de que esta es una MALA idea?
@JensSchauder En realidad, lo hacemos parecer una idea peor de lo que realmente es. Los láseres de clase IIIa están diseñados para que sea poco probable que causen daños en la retina. Ahora tengo mi regla sobre el alto voltaje (no confíes tu corazón en algo que alguien dijo en SE), y supongo que también se aplica a los láseres (no confíes en tu ojo en algo que alguien dijo en SE), pero se supone tomar muchos segundos para que un IIIa cause daño en la retina y, en términos generales, nuestro reflejo de parpadeo garantizará que esto no suceda a menos que se esfuerce por evitar que suceda.
La FDA de EE. UU. ha emitido dos avisos de daño anecdótico debido a un láser verde en particular, pero los estudios generales no han encontrado una conexión entre la exposición accidental al IIIa y el daño en la retina. Los únicos estudios que mostraron daño fueron aquellos que implicaron una visualización prolongada del haz (más de 10 segundos)

La luz reflejada se mueve hacia/dentro de su ojo , mientras que la luz que pasa a su lado no lo hace. Puede ver luz que no se "refleja", como la luz emitida por una bombilla, no hay nada especial en la luz reflejada. Todo lo que se necesita para ver la luz es que la luz llegue a tu retina.

La premisa de su pregunta es incorrecta: ¡puede ver la luz directamente desde una fuente!

Esto es lo que pasa cuando ves el sol o una bombilla o un fuego.

La mayoría de los objetos no emiten su propia luz, son iluminados por el sol u otra fuente y los vemos como resultado de la luz del sol reflejada en ellos. Si entras en una cueva, no puedes ver. Todo se ve negro porque no hay luz solar.

Solo los fotones que ingresan a tu ojo te permiten ver. Los fotones viajan en línea recta, por lo que no se puede ver a la vuelta de las esquinas. Tu ojo es pequeño en comparación con la habitación en la que te encuentras, por lo que la mayoría de los fotones que rebotan en los objetos que te rodean van en otras direcciones. Algunos de ellos pueden entrar en el ojo de tu amigo si están contigo.

Entonces, ¿qué sucede con los fotones reflejados en los objetos que te rodean y que no entran en tu ojo? Bueno, si estás en el interior, la mayoría de ellos serán absorbidos por otros objetos y su energía se disipará en forma de calor. Si está afuera, muchos de ellos estarán inclinados hacia el cielo y hacia el espacio. Eventualmente, pueden golpear un planeta o una nebulosa y ser absorbidos. Realmente no importa.

Puedes ver la luz que entra en tu ojo y es absorbida por tu retina. Entonces no puedes ver la luz que pasa porque no va hacia tu ojo. Sin embargo, si se encuentra con un objeto, la luz se reflejará o dispersará y parte de ella irá hacia su ojo. A continuación, verá la luz procedente del objeto.

Agregaría que si pones tu ojo delante del objeto, en la luz que lo ilumina, verás la luz entrante igual de bien.

Ver un objeto significa que los fotones que provienen del objeto (ya sea reflejando fotones del objeto o emitiendo fotones del objeto mismo) llegan a la retina, que envía señales a la corteza visual, donde se crea una imagen del objeto. No veo los fotones sino el objeto.

Entonces, para ver un objeto como un fotón que pasa, el fotón tiene que emitir fotones en todas las direcciones (o reflejar los fotones que brillan sobre él, lo cual está descartado por QM, porque altera el estado del fotón que desea "ver" , y debido a que las frecuencias de los fotones y los fotones que brillas sobre los fotones deben tener frecuencias que se encuentran fuera de la parte del espectro de frecuencia de fotones en la que los fotones son "visibles"), una parte de la cual llega a tu retina después de la cual una imagen del fotón se crea en su corteza visual.

Ahora bien, todos sabemos que los fotones no emiten fotones, por lo que ningún fotón procedente del fotón llegará a la retina, por lo que no podemos formar una imagen de un fotón en nuestra corteza visual. Simplemente pasa sin enviar fotones a tu retina.

Creo que tienes una comprensión errónea fundamental de la forma en que la luz interactúa con un objeto. La mayoría de los objetos no reflejan la luz. Absorben la luz y la vuelven a emitir. Cuando ves objetos regulares como una casa o un árbol, no estás viendo la luz reflejada. Estás viendo la luz emitida por el objeto. La razón por la que los objetos tienen color es porque los objetos solo emiten luz en ciertas frecuencias. Por ejemplo, la hoja de un árbol absorbe toda la luz roja y azul y vuelve a emitir luz en la parte verde del espectro. A nivel atómico lo que sucede es que la luz incide en los átomos del objeto y los electrones de los átomos se excitan momentáneamente. Luego, los electrones vuelven a su estado normal y emiten nuevos fotones en el proceso. Los fotones que se emiten son fotones DIFERENTES a los que entraron originalmente.

La luz reflejada suele ser de color amarillo blanquecino porque ese es el color del sol. La luz reflejada es lo que llamamos "deslumbramiento". Cuando ves el resplandor del sol en el agua de un lago, esa es la luz reflejada. La luz reflejada rebota en materiales que por alguna razón no pueden absorber la luz. La luz reflejada es siempre del color que era originalmente.

No vemos las cosas a partir de la luz que se refleja. Vemos las cosas desde la luz que EMITEN.

Si desea una descripción más técnica de la interacción de la luz con la materia, lea este artículo del departamento de astronomía de Yale o, mejor aún, las conferencias de Feynman sobre la interacción de la luz con la materia.

En resumen, aunque pueda leer que en la "reflexión difusa" la luz "rebota" en los átomos de los materiales, esto no es cierto. En realidad, se absorbe y se vuelve a emitir en la misma longitud de onda. Esto puede suceder por dos mecanismos: dispersión de Thomson o dispersión resonante. De cualquier manera, todos los fotones son absorbidos y readmitidos parcialmente (a menos que el objeto sea negro y todos sean absorbidos).

No para criticar su terminología, pero podría decirse que "absorber la luz y volver a emitirla" es la definición misma de la luz reflejada...
@fluffy ¿Leíste mi respuesta? Cuando la luz se refleja, la luz rebota en el objeto. Solo hay un fotón. Cuando la luz se absorbe y se vuelve a emitir, los fotones que golpean el objeto se consumen y se emiten NUEVOS fotones. Es un tipo de evento completamente diferente.
Parece que está diciendo que la mayor parte de la luz que vemos de los objetos es el resultado de la fluorescencia en lugar de la reflexión difusa . No creo que eso sea cierto; después de todo, si hago brillar una luz azul sobre una hoja, parecerá azul, no verde. ¿Tienes una fuente para algo de esto?
@TannerSwett Esto es física básica. ¿Quizás tomar una clase de física?
Un fotón reflejado es siempre un fotón "nuevo", al menos porque tiene un vector de onda diferente. Claro, se genera en una fase fija con respecto al fotón incidente, pero sigue siendo diferente. Es contraproducente limitarse siempre a la interpretación corpuscular de la em-radiación.
@TannerSwett He actualizado mi respuesta con un artículo que puedes leer. Aunque muchas descripciones en línea de "reflexión difusa" dicen que la luz "rebota" en los átomos, esto no es cierto. Como dice LL1AMnYP, estos no son "rebotados", son fotones que han sido reemitidos a la misma frecuencia/longitud de onda que la radiación incidente.
La luz reflejada también es absorbida e inmediatamente reemitida por electrones , en el mismo sentido y exactamente por el mismo mecanismo que la dispersión de Thomson descrita en el artículo de astrofísica al que se vinculó. Es solo que cuando tienes una superficie sólida plana en lugar de una nube de partículas aisladas, las ondas reemitidas interfieren entre sí, produciendo un reflejo coherente en lugar de una dispersión aleatoria. Ya sea que llame a esto "rebote del átomo" o "absorción y reemisión con la misma longitud de onda y diferencia de fase fija" es solo semántica.
@IlmariKaronen Genial, ahora que hemos establecido que mi respuesta es razonable, ¿podemos votarla por favor?
El uso de "nuevo fotón" no tiene sentido científico, ya que (a) todas las partículas elementales son idénticas e indistinguibles, y (b) los números de fotones ni siquiera se conservan, lo que empeora la situación. NO HAY MANERA de probar si un fotón es el fotón "original", y no hay noción de originalidad y novedad. De ahí el voto negativo.
Independientemente de la semántica, los mecanismos de cómo funciona la reflexión son irrelevantes para la pregunta formulada, y esta respuesta no hace nada para responder realmente a la pregunta.
@fluffy Creo que los párrafos 2 y 3 deben eliminarse (ya que el párrafo 1 acaba de establecer que la luz "reflejada" es simplemente luz "absorbida y luego reemitida"), entonces esta respuesta ofrece una perspectiva alternativa sobre el problema de OP, es decir, todos los fotones son emitidos, no hay nada que los distinga de los fotones "reflejados".
Creo que esta respuesta es correcta. Buceando un poco más profundo. Cuando estamos viendo cosas a nuestro alrededor, es básicamente nuestro cerebro el que genera esa imagen. Nuestros ojos tienen fotorreceptores que responden a la luz. Los 3 tipos de celdas de cono son, celdas de cono de detección de rojo, detección de azul y detección de verde. La verdad solo podemos ver 3 colores primarios y el resto de colores son generados por la mezcla de estos 3 colores. Solo vemos una pequeña fracción del espectro electromagnético, esto no significa que solo esta parte sea colorida y el resto no. Hay algunas pruebas que lo justifican. Como algunas aves tienen 4 celdas de cono.
Eso ayuda a esas aves a ver incluso los rayos ultravioleta. Los camarones mantis tienen 12 tipos de células cónicas. Y también hay algunos humanos, aunque muy raros, que también tienen 4 tipos de células cónicas, sus ojos pueden generar más colores que nosotros. Así que con respecto a ellos somos daltónicos. Y esas personas a las que llamamos daltónicos son las que tienen 2 tipos de células cónicas, eso significa que tal vez pueden ver azul o verde pero no rojo. Y en algunos casos extremos, las personas carecen de las tres celdas cónicas, lo que les hace ver en escala de grises.
Esto prueba que el color no es propiedad de la materia. El color es algo que genera nuestro cerebro. Y lo mismo ocurre con el sonido. El sonido también es una onda. Contamos con rango audible, sonido infrasónico y ultrasónico. Y nuestro cerebro solo puede generar una pequeña fracción de la frecuencia del sonido que llamamos rango audible. Algunos animales pueden oír más allá de eso. Como los elefantes se comunican por infrarrojos, y los perros pueden oír silbidos pero nosotros no. Esas personas que votan negativamente son simplemente ignorantes.
@MiranFirdausi El color es una propiedad de la luz según su frecuencia. La luz emitida por un objeto variará un poco en color dependiendo del color de la luz que incide sobre él. El color no depende del cerebro u otra percepción. El color puede ser absolutamente detectado por instrumentos como los colorímetros sin necesidad de un cerebro para percibirlo.
@AmbroseSwasey No estoy de acuerdo con eso. En primer lugar, debemos comenzar con ¿qué color es? El color es la propiedad de "percepción visual" que corresponde en los humanos a las categorías denominadas azul, verde, rojo, etc. El color es lo que percibimos, y todo lo que sucede dentro de nuestra corteza visual, el color no es propiedad de la materia o de la luz, sino que el color y la visión son fenómenos fisiológicos.
La "ilusión de la sombra de Checker" te ayudará a entender esto claramente, búscalo. En esa imagen, ambos mosaicos son exactamente del mismo color pero parecen ser diferentes debido a la ilusión óptica. Si el color es realmente una propiedad de la luz, explique cómo algunas personas son ciegas al color, porque la luz es luz y es igual para todos, pero las células del cono son diferentes en diferentes criaturas. Eso es lo que expliqué arriba.
Entonces, ¿por qué decimos luz roja, luz azul y luz verde? Es porque hemos asignado la palabra rojo a la onda electromagnética de frecuencia que oscila entre 620 y 750 nm, y de manera similar para otros. Y cuando la onda electromagnética de unos 7--nm golpea nuestra retina se genera una imagen de color rojo dentro de nuestro cerebro. Y los colorímetros/espectrofotómetros o cualquier otro dispositivo de detección de color detecta las longitudes de onda de la luz y en realidad no percibe el color. Supongamos que si un dispositivo dice 450 nm de longitud de onda, nos referiremos a que detectó el color azul.
Además, si miras el mundo desde la perspectiva de un animal diferente, el mundo te parecerá diferente. El rango visual, los colores, el rango audible solo son aplicables para nosotros, los humanos.
Y por qué vemos ciertos colores solo está relacionado con la evolución humana. Nuestro cuerpo ha evolucionado para ver la luz más allá de los rayos infrarrojos porque cualquier animal de sangre caliente emite una gran cantidad de rayos infrarrojos. Entonces, si pudiéramos detectar infrarrojos, estaríamos cegados por la emisión de nuestros rayos infrarrojos, y es por eso que las criaturas como las serpientes, que son de sangre fría, evolucionaron para ver rayos infrarrojos para que puedan cazar sus presas incluso en la noche. Debido a que incluso no hay luz, los animales de sangre caliente emiten rayos infrarrojos debido a su cuerpo más cálido.

Bien hecho. Captas un concepto que muchos no pueden. La explicación más simple es que no vemos la luz, sentimos la luz. Por luz me refiero a los fotones, no al brillo. Vemos brillo porque es una sensación visual creada por nuestro cerebro. Cuando nuestra retina detecta un fotón envía un mensaje al cerebro y el cerebro interpreta este mensaje como una imagen. Todo lo que ves es creado por el cerebro. Una representación visual tridimensional de nuestro entorno.

Ver algo significa detectar la forma, el tamaño, la ubicación y la longitud de onda de la luz que refleja (color), sin tocarlo. Solo detectamos la luz que incide en nuestra retina. Por lo tanto, sentimos la luz, no vemos la luz. Sentirse liviano es parte del proceso que llamamos ver.

Como dije, muy pocas personas comprenden este concepto, pero si está interesado en la verdad, lea las páginas 108 y 109. books.google.co.za/…