¿Qué le pasa a un fotón cuando rebota?

Si rebota, es que vuelve de donde venía .. cambia de dirección y ya.

@thauker Pues pasa que el fotón acaba aquí: hilo_lo-que-siempre-has-querido-saber-pero-te-da-verguenza-hilo-de-preguntas-estupidas_1904074

thauker escribió:Buenas, siempre he tenido esa duda, si no estoy equivocado, la luz viaja en forma de fotones, rebota contra un objeto y según la longitud de onda que devuelve, ése es el color que vemos, es así? Ahora, a dónde va ese fotón? es absorbido por el objeto? Vuelve al aire? ¿Qué pasa con él?

Gracias

Saludotes

El fotón puede "rebotar", o bien ser absorbido por un electrón del objeto y reemitido con otra longitud de onda.

La física cuántica es rara...

Depende de si es observado.

thauker escribió:Buenas, siempre he tenido esa duda, si no estoy equivocado, la luz viaja en forma de fotones, rebota contra un objeto y según la longitud de onda que devuelve, ése es el color que vemos, es así? Ahora, a dónde va ese fotón? es absorbido por el objeto? Vuelve al aire? ¿Qué pasa con él?

Gracias

Saludotes

Los fotones no rebotan. El fotón es absorbido y otro es emitido en la nueva dirección.

exitfor escribió:@thauker Pues pasa que el fotón acaba aquí: hilo_lo-que-siempre-has-querido-saber-pero-te-da-verguenza-hilo-de-preguntas-estupidas_1904074

Creo que la pregunta no entra en la descripción de "preguntas estúpidas" (aunque no todas las preguntas de ese hilo lo sean, ya lo sé). Por ahora, vamos a dejar el hilo abierto, por si sale algo más de física.

Y yo pensando en una foto muy buena

VozdeLosMuertos escribió:Creo que la pregunta no entra en la descripción de "preguntas estúpidas" (aunque no todas las preguntas de ese hilo lo sean, ya lo sé). Por ahora, vamos a dejar el hilo abierto, por si sale algo más de física.

Yo creo que ya lo he respondido, el fotón no rebota, se absorbe y otro es emitido.

Se pueden decir más cosas, claro. Por ejemplo cuando alguien habla de que la luz se mueve a través de diferentes medios a diferentes velocidades, eso no es del todo correcto: la luz se mueve siempre a la misma velocidad, lo que pasa es que va interaccionando con moléculas del material, siendo absorbida y reemitida, pero dicho proceso tarda cierto tiempo, con lo que la "velocidad media" es menor que la velocidad de la luz.

Por supuesto, también está el tema de la dualidad onda/partícula, pero en cuanto intentas medir dicha luz se comporta como fotón.

thauker escribió:Buenas, siempre he tenido esa duda, si no estoy equivocado, la luz viaja en forma de fotones, rebota contra un objeto y según la longitud de onda que devuelve, ése es el color que vemos, es así? Ahora, a dónde va ese fotón? es absorbido por el objeto? Vuelve al aire? ¿Qué pasa con él?

Gracias

Saludotes

Lo cierto es que puede llegar a ser complejo dentro de la relativa sencillez del asunto: Existen varias posibilidades a efectos practicos, que la longitud de onda del haz (energia o color) que incide se perturbe o no.
Considerando el caso que "no se perturba", existen otras dos posibilidades, donde existe refraccion y donde no

• Donde no hay refraccion, podemos pensar en algo tan simple como la reflexion de la luz sobre un espejo, donde el haz incidente es reflejado en otra direccion por interacciones del haz con la disposicion de atomos que componen la superficie. De esa manera, el haz incidente es el mismo que sale. Si iluminas un espejo con luz blanca (composicion de fotones con difentes longitudes de onda) recibirias la misma luz blanca.
• Donde si hubiese refraccion, como por ejemplo un espejo no ideal (suponiendo un haz blanco), el haz de luz penetra ligeramente en la superficie el cual introduce un cambio de medio. En este caso la velocidad relativa de cada longitud de onda es diferente y viajan una distancia diferente, teniendo un angulo de reflexion diferente. Es por eso que, en los espejos que comunmente tenemos en casa, si te acercas con una luz veras que la luz se separa ligeramente, porque hay una capa de vidrio que protege la superficie reflectora. En este punto las componentes de la luz blanca luz que entra es igual que la que sale, pero se ha cambiado cada direccion de propagacion, no se ha modificado su longitud de onda. Existen otros curiosos casos como los que indica @Findeton, del mismo modo que la luz tambien puede ser separada por interaccion con una superficie. Por ejemplo, una mariposa azul no tiene colores azulados sino que tiene un patron de poros nanometrico el cual hace que haces de luz de similar tamaño sean reemitidos como un nuevo frente de ondas (conservando su energia pero redispersandose en todas direcciones de manera constructiva). También, una luz polarizada puede dejar de serlo al rebotar sobre una superficie, pues es reemitida de nuevo en todas las direcciones. Otro ejemplo curioso es tambien, es que la parte mas brillante de la sombra de un objeto esta justo en medio, por temas de interaccion por el caracter ondulatorio de la luz https://www.youtube.com/watch?v=TM9alPcOMcU
• Como ultimo punto de curiosidad donde no existe refraccion ni reflexion y tampoco se perturba la luz, es el caso de una dispersion Rayleigh. Donde un material absorbe la luz y vuelve a emitirla en todas direcciones sin modificar su energia

Considerando el caso que "si se perturba", existen alguna que otra posibilidad.

• El material sobre el cual indice la luz lo absorbe. La configuracion electronica del atomo/molecula esta cuantizada y al recibir una determinada energia causa la promocion de un electron a un orbital molecular excitado (si, se suele llamar asi ). En el caso de la molecula, una vez absorbido el haz de luz lo comun es que no se reemita el foton, sino que exista una relajacion interna vibracional (termico) que disipa la energia. Hay veces que despues de relajarse parcialmente, la molecula emite un nuevo foton para relajarse del todo. Lo comun es que, como se ha relajado previamente, la energia del foton emitido sea inferior a la del incidente (mayor longitud de onda). Esto se llama dispersion Stokes. Por poner un ejemplo, si hablamos de un color visible como el azul (al ser absorbido, relajado y emitido), pasaria a ser rojo.
• Existe tambien la posibilidad contraria, que la molecula se encontrase en una configuracion electronica excitada que, al absorber luz, la relaje emitiendo un foton. En este caso el foton emitido tiene la energia que incidia + la energia que la molecula ha disipado para relajarse. Esto se llama dispersion anti-Stokes (anti- viene a indicar que no es lo comun).
  Pueden parecer caracteristicas extrañas pero son bastante utiles a nivel experimental.
• La maxima perturbacion posible es su total absorcion y disipacion termica por metodos de relajacion vibracionales (como lo de antes pero sin reemision). Esto es lo que usualmente vemos en nuestro dia a dia. Por poner un ejemplo que se entienda, tus paredes estan pintadas con pigmentos que presentan un determinado espectro de absorcion. Es decir, son pigmentos que absorben en cierto grado fotones de longitudes de onda X. Cuando les llega esos fotones los absorbe y los disipa como energia termica. Por tanto, los fotones de energia que NO se absorben son reflejados y es aquello que ves (el color que ves).
  
  Esto es un espectro de absorcion de un pigmento rojo. Se observa que hay un maximo de absorcion en la region de 400-600 (azul-verde), pero en la zona del naranja-rojo 600-800 no hay absorcion. Por eso es un pigmento rojo, porque los fotones de esa energia no son absorbidos pero si reflejados, haciendonos ver ese color.
• Ya por ultimo existen los casos de fluorescencia/fosforescencia, que son emisiones retardadas de la energia absorbida. Siempre la emision de fluorescente/fosforescente suelen ser de fotones de mas baja energia pues previamente ha habido relajacion vibracional

@josem138
Y con esta excelente explicación yo me acabo de ahorrar escribir un tocho de madrugada porque todo a quedado explicado

Saludos

@Perfect Ardamax También sabes de esto? Pero por qué conoces de esto también?

¿Que hace "Planck"?

josem138 escribió:@Perfect Ardamax También sabes de esto? Pero por qué conoces de esto también?

Pues porque me gusta la física (o es que no recuerdas los pedazos tochos sobre física nuclear que he hecho en varias ocasiones como por ejemplo en el hilo de chernobyl ).
Pero ayer estaba liado sin tiempo y no pude escribir un tocho de los míos pero por lo que veo me salio un suplente .

Sybillus_Grass escribió:¿Que hace "Planck"?

Te ganaste un positivo por una respuesta tan directa

Saludos

exitfor escribió:@thauker Pues pasa que el fotón acaba aquí: hilo_lo-que-siempre-has-querido-saber-pero-te-da-verguenza-hilo-de-preguntas-estupidas_1904074

Gracias, lo vi, pero es que... no me daba vergüenza la pregunta, entonces...

y josem138 menuda explicación, eres físico o similar? se ve que controlas del tema... Muchas gracias

Saludotes

Los fotones rebotan y llegan a tus ojos que los absorben. Si un objeto es de un color determinado, significa que absorbe todos menos los del color en cuestión, que rebota y llega a tu ojo. Por ejemplo, un objeto negro los absorbe (por eso un coche de color negro se calienta más al sol que uno blanco)

@thauker químico, pero forma parte de la física básica que hay que conocer para poder entender espectros de absorción. Las medidas de espectroscopia son extremadamente útiles y baratas (depende de a cuál te vayas...) para obtener información de una molécula/nanoparticula/átomo.
Por ejemplo la espectroscopia Raman e Infrarroja son esenciales para conocer niveles de energía vibracionales, rotacionales, flexión... los cuales ayudan a comprender interacciones moleculares o la misma estructura molecular.
La ultravioleta/visible sirve para transcribir los colores que ves con tus ojos (y más allá) en un espectro que ayuda a entender también detalles moleculares.

Por estas simples razones conozco algo de lo que preguntabas

@Perfect Ardamax si, si, te conozco por ser un experto de libro en los campos de genetica, fisica nuclear y virología, pero no esperaba que esta parte también (pues se aleja de la nuclear)

@k0br4 si nos ponemos pejigueros tampoco es así de simple, quiero decir, el color que tú ves no es una única energía, puede tener la suma de muchas otras. Por tanto, lo que llega a nuestros ojos es toda energía que no ha sido absorbida por completo por la superficie.

Lo digo porque hay compuestos que absorben en todo el rango de la luz visible pero tienen color, pues absorben poca luz por unidad de masa (coeficiente de extinción molar). Cuando está diluido presenta color, pero cuando están muy muy concentrados son negros porque, aunque absorba poco, hay tanto compuesto que toda la luz es absorbida.
No sé me ocurre un mejor ejemplo, pero en este vídeo podrás ver qué una disolución concentrada de permanganato potasico es casi negro, pero cuando está diluido puedes apreciar su color violeta https://youtu.be/nvbJSKhVWdU

josem138 escribió:@Perfect Ardamax si, si, te conozco por ser un experto de libro en los campos de genetica, fisica nuclear y virología, pero no esperaba que esta parte también (pues se aleja de la nuclear)

¿Estas Seguro?

La Radiación Gamma (los Rayos X son un tipo de Radiación Fotonica de menor energía que la Gamma) esta conformada por Fotones pongo aquí una imagen.



La diferencia es que tú te centras en las "bajas energías" mientras que en las reacciones nucleares los procesos que ocurren son de altas energías

Por ejemplo tú dices cito:

Los electrones de los átomos absorben la energía dicho fotón...que quedan excitados. La configuración electrónica del átomo/molécula esta cuantizada y al recibir una determinada energía causa la promoción de un electrón a un orbital molecular excitado. En el caso de la molécula, una vez absorbido el haz de luz lo común es que no se reemita el fotón, sino que exista una relajación interna vibracional (térmico) que disipa la energía (el material que esta siendo bombardeado se calienta).

Lo cual es cierto para fotones de baja energía (algo puesto al sol se calienta) ya que la energía transmitida por el fotón excita los electrones (y para deshacerse de este exceso de energía lo hacen emitiendo radiación térmica = calor).

En física nuclear como digo se trabaja en una zona de Altas Energías

La radiación gamma Interacciona con la materia, incluyendo la materia viva, por tres vías distintas: Efecto Fotoeléctrico, Efecto Compton y Creación de Pares. Cada una de estas interacciones suele provocar a su vez electrones o positrones secundarios que constituyen una dosis adicional de radiación beta en sí mismos.


PRIMER PROCESO

Efecto Fotoeléctrico = un fotón de alta energía (rayo gamma) choca con los electrones (normalmente de la capa/orbital más externo) de un átomo y provoca que estos salga expulsados del átomo. La energía cinética resultante, del fotoelectrón, es igual a la energía del fotón gamma incidente menos la energía de enlace del electrón.
El efecto fotoeléctrico es el proceso de transferencia de energía dominante de rayos X y fotones de rayos gamma de energías inferiores a 0.5 MeV. A energías más elevadas es menos probable que se de este proceso.



SEGUNDO PROCESO



Efecto de Creación de Pares = para que se puedan producir dos partículas como el electrón y el positrón a partir de un fotón se requiere que la energía del fotón sea igual por lo menos a la masa en reposo de las dos partículas, ya que de lo contrario no podrá haber ninguna conversión en energía en materia bajo ningún tipo de circunstancia.

En este proceso, un fotón de alta energía pasa cerca del núcleo de un átomo, y ayudado con su interacción con el campo eléctrico intenso que hay en la cercanía del núcleo del átomo que absorbe en buena parte el momentum del fotón, el fotón se transforma en dos partículas de materia, un electrón y un positrón (el positrón es una partícula idéntica al electrón pero con carga eléctrica positiva en lugar de negativa, de allí su nombre).

Aunque la tendencia de dos cargas eléctricas de signo contrario es atraerse la una a la otra, en el diagrama tenemos la influencia de un campo magnético exterior aplicado al conjunto, el cual hace que el electrón inicie una trayectoria circular en un sentido (en el sentido de las manecillas del reloj) mientras que el positrón la inicia en el sentido opuesto (en sentido contrario a las manecillas del reloj). Visto más de cerca el proceso, si imaginamos al núcleo del átomo (con carga eléctrica positiva) cubierto por varias capas de electrones (cargas eléctricas negativas) en torno suyo, entonces para esta interacción mediante la cual la energía radiante se transforma en materia en materia el fotón debe atravesar esas capas de electrones para llegar a la cercanía del núcleo del átomo, lo cual puede hacer sin problema alguno porque un fotón de luz es eléctricamente neutro.

TERCER PROCESO



Efecto Compton = Interacción donde un fotón gamma incidente aumenta la energía de un electrón atómico lo suficiente para provocar su expulsión. La energía restante del fotón original emite un nuevo fotón gamma de baja energía con dirección de emisión diferente a la del fotón gamma incidente. La probabilidad del efecto Compton decrece según se incrementa la energía del fotón.
Se considera que el efecto Compton es el principal procedimiento de absorción de rayos gamma en el rango de energía intermedio entre 100 kiloelectronvoltios o kilovoltios electrónicos keV a 10 MeV

¿Sigues creyendo que no hay relación entre la física nuclear y la física del espectro electromagnético de bajas energías y los cambios de color?

Porque yo veo situaciones parecidas (solo cambia el resultado) en "tú física de baja energía" lo absorbe o lo refracta...en la mía manda al electro a freír espárragos

Y si ni que decir tiene que el cambio de nivel de ionización del átomo también produce un cambio en el espectro de emisión (aunque en "mi física" es momentáneo) y por tanto aunque momentáneo también hay un cambio de color.

De hecho puede darse el caso de que la creación del Par resultante (del segundo proceso explicado) una de las partículas resultantes no tenga suficiente momento y por tanto no sea capaz de salir de la zona de influencia del átomo. Si esto ocurre pueden pasar 2 cosas:
1) Si es el electrón quien no cuenta con suficiente energía pasara a formar parte del átomo ocupando uno de los orbitales (el átomo adquirirá un electrón más y en consecuencia producirá un cambio de valencia y de sus propiedades de enlace).
2) Si es el Positrón quien no cuenta con suficiente energía se aniquilara con uno de los electrones del átomo y en consecuencia producirá un cambio de valencia y de sus propiedades de enlace.
3) Si ninguna de las partículas resultantes tienen suficiente energía entonces una se adhiere y la otra se aniquila con un electrón = el átomo se queda igual

Como ves todo esta relacionado más de lo que crees

Saludos

@Perfect Ardamax Te doy la razón, bien es cierto que el OP hablaba de "colores que vemos" y me centre tanto en la zona del visible que deje de lado (y me olvidé) de que otras energías se comportan diferente .

Como primer punto indicar que, como se nota que le das más a la física, porque trabajas con eV. Nosotros para espectroscopia trabajamos más con cm-1 y nm. Los nm pues la longitud de onda nos ayuda a comparar la energía con la longitud de enlace, y los cm-1 pues de esa manera tenemos valores facilmente diferenciables para catalogar vibraciones de enlace .

Como segundo punto quisiera puntualizar algo con respecto al efecto fotoeléctrico, no hace falta que sea radiación de elevadísima energía. Quiero decir, luz UV puede causar efecto fotoeléctrico ionizando el material (como por ejemplo a los metales alcalinos). A este nivel de energía el electrón excitado suele provenir de las capas externas como mencionas. Sin embargo, al usar rayos X (dependiendo de la energia) pueden ser externos o internos. Entiendo yo que los gamma seran necesariamente internos.

Sobre la formación de pares no tenia ni idea y sobre el efecto Compton, me recuerda a la fluorescencia de rayos X, o la emisión de un electrón Auger. Sin embargo veo que es diferente, tan solo pierde energía el fotón tras interaccionar con el electrón. Lo que me hace preguntarme si lo lleva a un estado excitado (le transfiere momento?) o lo ioniza, no me queda claro con la Wikipedia en inglés tampoco.

Y si ni que decir tiene que el cambio de nivel de ionización del átomo también produce un cambio en el espectro de emisión (aunque en "mi física" es momentáneo) y por tanto aunque momentáneo también hay un cambio de color.

Pero por momentaneo que sea no creo que exista un cambio de color. Para ello deberías juntar dos efectos al mismo tiempo, quiero decir, que el efecto Compton te trastoque ligeramente los estados energéticos del sistema y su vez, poder ionizar el sistema para que te dé un espectro de emision diferente. Eso o no te he entendido. Los tiempos de vida media de estados excitados después de arrancar un electrón interno no sé como serán, pero yo entiendo que más cortos que el estado excitado de una molécula, por ejemplo.

De hecho puede darse el caso de que la creación del Par resultante (del segundo proceso explicado) una de las partículas resultantes no tenga suficiente momento y por tanto no sea capaz de salir de la zona de influencia del átomo. Si esto ocurre pueden pasar 2 cosas:
1) Si es el electrón quien no cuenta con suficiente energía pasara a formar parte del átomo ocupando uno de los orbitales (el átomo adquirirá un electrón más y en consecuencia producirá un cambio de valencia y de sus propiedades de enlace).
2) Si es el Positrón quien no cuenta con suficiente energía se aniquilara con uno de los electrones del átomo y en consecuencia producirá un cambio de valencia y de sus propiedades de enlace.
3) Si ninguna de las partículas resultantes tienen suficiente energía entonces una se adhiere y la otra se aniquila con un electrón = el átomo se queda igual

Sobre esto me gustaría buscar, quiero decir, el caso 3) es lógico. El caso 2 tiene sentido, el átomo se oxidaría y emitiría un fotón tras la aniquilación. El caso 1 es el que me deja WTF, como mínimo la energía que debe tener el electrón será la de la afinidad electrónica. Eso o, como el electrón se ha formado en la parte interna del átomo, no existe afinidad electrónica en este caso (a fin de cuenta la afinidad electrónica recoge la energía que hay que poner para enfrentarse a la repulsión electrónica). Es decir, quizá al formarse dentro es como tal termodinámicamente favorable la inclusión del electrón. Más loco me quedo cuando pienso en moléculas donde la inclusión de un electrón puede causar la rotura de su enlace químico

A ver si los moderadores crean un subforo que este dedicado a la ciencia porque te encuentras hilos con titulos interesantes como este y cuando lees la mayoria de comentarios se te quitan las ganas de todo.
No todos es futbol, quejas sobre anuncios de tv, etc se tienen ampliar horizontes igual que hay un subforo de literatura.

adidi escribió:A ver si los moderadores crean un subforo que este dedicado a la ciencia porque te encuentras hilos con titulos interesantes como este y cuando lees la mayoria de comentarios se te quitan las ganas de todo.
No todos es futbol, quejas sobre anuncios de tv, etc se tienen ampliar horizontes igual que hay un subforo de literatura.

esta tematica no tiene volumen de hilos/post ni de coña para crear subforo. si abres hilo en feedback te lo contestara erick.

de hecho la solucion de lo que planteas no es dividir miscelanea en 50 subforitos, sino sacar de miscelanea los 2 o 3 temas que SI tienen volumen de hilos/post para crear subforo (y que no voy a ejemplificar para no desviar mas aun este hilo y que todos sabemos de que temas se trata)... pero ahi justamente es donde la moderacion de pone emperretosa y dice que no. que contenedores a go-go y que de separarla nanay de la china.

no tienes ni idea lo tranquila que se quedaria miscelanea con esos 2-3 temas separados.