un cubito de fotones

[mister i]

Hola a tutti
¿Tiene sentido hablar del número de fotones por superficie (en un centimetro cuadrado p.ej) de un frente de onda?
si es asi, como se podria calcular?
por ejemplo en el caso de la luz emitida por una bombilla monocromatica de 100 W (220 V) y con f=5 x 10^14 Hz por ejemplo
y el numero medio de fotones por centímetro cúbico? (en el mismo caso)
(una bombilla en una habitación negra)
y de paso abuso un poco y hago otra pregunta que ya hice otra vez pero no se contestó:
¿se ha emitido o detectado experimentalmente un solo fotón?

[n0mad]

Pues a riesgo de meter la pata yo creo que sí. Sería intensidad lumínica supongo y se mide en candelas o eso tengo oído. Y no se si experimentalmente tendrá sentido hablar de tantos fotones pero yo en 2º de bach he hecho problemas de ese tipo. Pero espera a uno del consejo para que me desmienta. Saludotes :h:

[leach]

Esta pregunta ya la habías formulado en el remoto pasado, y creo que había sido respondida:

http://foro.migui.com/smf/index.php?topic=206.0

Recuerdo haber leído la fórmula que di en ese hilo en el Sakurai, "Advanced Quantum Mechanics", creo que en un análisis de la validez de las formulaciones clásicas del campo electromagnético. Se obtenía en base a las fluctuaciones del campo, según me parece.

Si te interesa, puedo buscar la referencia exacta.

:h:

-----------------

Edit: bueno, ya que estamos voy a resucitar la fórmula y tratar de responder a tu pregunta. La energía en base al número de fotones está dada por:

E \; = \; n \frac{hc}{\lambda}.

derivando respecto al tiempo se obtiene:

W \; = \; h\nu\, \frac{dn}{dt}

lo que es bastante razonable. Sustituyendo la potencia y la frecuencia que tomas, resulta:

\frac{dn}{dt} \; = \; \frac{W}{h\nu} \; = \; 6.624\cdot 10^{20}\, \; \frac{\mathrm{fotones}}{s}

La lámpara emite esa cantidad de fotones por segundo. Si tienes en cuenta que el número de fotones decrece con el cuadrado de la distancia, puedes medir la densidad de fotones a cualquier distancia de la bombilla.

Ten en cuenta de todas maneras que una bombilla normal no emite fotones de una única frecuencia.

[DeepField]

Y sí, algunos detectores usados en astronomía son capaces de detectar cada fotón que les llega. Impresionantemente sensibles para las ultramodernas cámaras de espacio profundo ;)

:h:

[mister i]

\frac{dn}{dt} \; = \; \frac{W}{h\nu} \; = \; 6.624\cdot 10^{20}\, \; \frac{\mathrm{fotones}}{s}




gracias, ahora tengo una idea mas aproximada de los fotones que nos rodean....



Y sí, algunos detectores usados en astronomía son capaces de detectar cada fotón que les llega. Impresionantemente sensibles para las ultramodernas cámaras de espacio profundo Wink


despues de la respuesta de leach esto parece increible!

[DeepField]

Y sí, algunos detectores usados en astronomía son capaces de detectar cada fotón que les llega. Impresionantemente sensibles para las ultramodernas cámaras de espacio profundo Wink


despues de la respuesta de leach esto parece increible!
Pero cierto. Imagínate el Hubble apuntando hacia el punto más negro del cielo, para ver todo lo lejos que se puede ver, los quásares del principio del universo. Casi no llega luz, y la que llega hay que aprovecharla ;)

[n0mad]

preguntilla: y que información se puede obtener de un sólo fotón, no creo que tengamos una imagen muy nítida del quásar. Que conclusiones sacan a partir del desplazamiento al rojo y la intensidad lumínica y demás datos que obtengan? :???:

[DeepField]

preguntilla: y que información se puede obtener de un sólo fotón, no creo que tengamos una imagen muy nítida del quásar. Que conclusiones sacan a partir del desplazamiento al rojo y la intensidad lumínica y demás datos que obtengan? :???:
Los detectores acumulan fotones. No es que detecten un fotón y se acabó la exposición. Se mantiene el susodicho telescopio apuntando allá donde dije durante horas y horas (días, a veces) y cada fotón es recogido por el detector, cada fotón es útil, con eso me refiero a que detecta los fotones individualmente. Tras muchas horas se han recogido suficientes fotones como para hacer una imagen.

Si cierras el detector tras recoger el primer fotón, pues tienes un puntito, jejeje.

Saludos :h:

[leach]

Pasando al otro lado del espectro, en las cámaras de niebla se llegan a observar fotones como trazas individuales bastante claras. No soy para nada un experto en partículas, pero creo que hay millares de ejemplos de fotones individuales muy energéticos arramplando con el hidrógeno circundante.

[herodoto]

Y sí, algunos detectores usados en astronomía son capaces de detectar cada fotón que les llega. Impresionantemente sensibles para las ultramodernas cámaras de espacio profundo ;)

:h:

El ojo humano es capaz de detectar luz excitado por un mínimo de 8 fotones. Eso sí que es impresionante :shock:

[DeepField]

Y sí, algunos detectores usados en astronomía son capaces de detectar cada fotón que les llega. Impresionantemente sensibles para las ultramodernas cámaras de espacio profundo ;)

:h:

El ojo humano es capaz de detectar luz excitado por un mínimo de 8 fotones. Eso sí que es impresionante :shock:
Sí, pero 8 veces menos impresionante :lol: :wink: