Cultura y ciencia

La producción de un fotón de luz

Escrito por contributing writer | Traducido por juliana star
La producción de un fotón de luz

Los fotones de luz son generados por electrones atómicos al cambiar de niveles de energía.

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Un fotón de luz es emitido desde un átomo cuando uno de sus electrones se mueve desde un orbital más alto de energía a uno de energía menor. La diferencia de energía entre los dos orbitales determina la cantidad de energía que tiene el fotón y su longitud de onda. Los fotones de mayor energía se encuentran en el rango de color azul y violeta del espectro, mientras que los fotones de menor energía se encuentran en el rango de color rojo y naranja.

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Excitación

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Los átomos necesitan tener un electrón impulsado a un orbital de energía más alto para poder emitir un fotón. Una forma común de excitar un átomo es calentándolo. Esto ocasiona que los electrones salten a orbitales más altos de energía. Al caer de vuelta de forma aleatoria al orbital de energía menor se emite un fotón de luz.

Longitud de onda

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Mientras más calor apliques a un objeto, más brillante será. El color también cambiará desde un rojo brillante a uno naranja, amarillo y luego comenzará a verse blanco. Esto se debe a que la fuente de calor superior causa la excitación de los electrones a longitudes de onda de energía más y más altas. Esto ocasiona que primero se emitan fotones rojos, luego rojos y amarillos, y después los verdes y azules se añaden en el orden. La combinación de todos los colores se ve blanca.

Fluorescencia

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La fluorescencia es un fenómeno en el que un fotón que choca con un pigmento es emitido de nuevo con una longitud de onda diferente. En general un fotón de alta energía es absorbido por una molécula del pigmento. Esto ocasiona que uno de sus electrones sea excitado a un nivel orbital de energía más alto. Cuando el electrón regresa a un orbital de energía menor se emite un fotón. Este efecto puede verse con objetos fluorescentes mostrados bajo luz negra. La luz negra proporciona luz ultravioleta de alta energía (invisible para el ojo humano) que es absorbida por los objetos fluorescentes y luego re-emitida como brillantes colores fluorescentes.

Luminiscencia

La luminiscencia es causada por reacciones químicas que elevan la energía de los electrones en las sustancias a un nivel superior. Al igual que todas las emisiones de fotones, cuando los electrones caen a niveles de energía más bajos se emite un fotón de luz. La fosforescencia es un tipo de luminiscencia en la que la exposición a la luz eleva los niveles de energía de los electrones de una sustancia. Con el tiempo estos caen a niveles más bajos de energía, emitiendo luz durante un periodo de tiempo mucho más largo de lo que lo hace la fluorescencia.

Diodos emisores de luz

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Los diodos emisores de luz usan la electricidad para producir fotones directamente. Una corriente eléctrica excita a los electrones de un LED, y cuando estos caen de vuelta a niveles de energía más bajos se producen fotones. La eficiencia de los LEDs se basa en la cantidad de corriente eléctrica usada para crear luz directamente sin causar el calentamiento del LED. El calor producido por la electricidad es una pérdida de eficiencia.

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