Mejor respuesta:  Simplemente un fotón es una partícula elemental , y se le llama así al cuanto de la luz. Esto quiere decir que el fotón el la partícula mas pequeña de la que esta compuesta la luz. Por consiguiente podría decirse que el fotón es energía pura, además de que no tiene masa. Respondiendo a tus preguntas: 

1)¿Los fotones tienen electrones? 

No, los fotones son una medida de las cantidad de carga de un electrón. 

2)¿Cómo se hace para conseguir energía eléctrica partir de la luz? 

La luz esta compuesta de fotones. Cuando expones un material a un haz de luz(como UV), los fotones excitan a los electrones a subir de nivel energético hasta que algunos salen del material, es decir "sale electricidad".Esto se le conoce como efecto fotoeléctrico. 

3)¿Absorben electrones? 

No, los fotones son absorbidos por los electrones para adquirir mas energía. Entonces se dice que los fotones excitan a los electrones.

En física moderna el fotón (del griego φως phōs 'luz') es la partícula elemental responsable de las manifestaciones cuánticas del fenómeno electromagnético. El fotón tiene masa invariable igual a cero, y se mueve en el vacío a la velocidad constante c. En presencia de materia la partícula puede ser absorbida, transfiriendo energía y momento proporcional a su frecuencia. 

Como todos los cuantos, el fotón se comporta como onda y como partícula, fenómeno que se ha dado en llamar dualidad onda-partícula. 

El concepto moderno de fotón fue desarrollado gradualmente entre 1905 y 1917 por Albert Einstein[1][2][3][4] para explicar observaciones que no encajaban en el modelo clásico del modelo electromagnético de la luz. En particular el modelo de fotón en relación a la energía lumínica que depende de la frecuencia, y la explicación respecto a la propiedad de la materia y la radiación electromagnética para permanecer en equilibrio térmico. 

Otros físicos trataron de explicar las observaciones anómalas mediante "modelos semiclásicos", en los que la luz es todavía descrita mediante las ecuaciones de Maxwell, aunque la materia que emite y absorbe luz es cuantizable. 

Si bien estos modelos contribuyeron al desarrollo de la mecánica cuántica, experimentos posteriores probaron la hipótesis de Einstein de que la misma luz es la cuantizada: los cuantos de luz son los fotones. 

El concepto de fotón llevó a avances inmediatos en física teórica y experimental, tales como la teoría cuántica de campos, el condensado de Bose-Einstein, la amplitud de probabilidad de la mecánica cuántica e inventos como el láser. 

De acuerdo al modelo estándar de física de partículas los fotones son los responsable de producir todos los campos eléctricos y magnéticos, y a su vez son el resultado de que las leyes físicas tienen cierta simetría en todos los puntos del espacio-tiempo. Las propiedades intrínsecas de los fotones ( carga eléctrica, masa invariable y espín ) están determinadas por las propiedades de la simetría de Gauge. 

Los fotones tienen muchas aplicaciones tecnológicas, incluyendo fotoquímica, microscopios fotónicos y medición de distancias moleculares. Incluso se los ha estudiado como componentes de computadoras cuánticas y en aplicaciones sofisticadas de comunicación óptica como por ejemplo criptografía cuántica. 

El fotón fue llamado originalmente por Albert Einstein "cuanto de luz" ( alemán :das Lichtquant) - El nombre moderno deriva de la palabra griega ‘luz", y fue acuñado en 1926 por el físico

Gilbert N. Lewis al publicar una teoría especulativa en la que los fotones eran "imposibles de crear e indestructibles". Aunque la teoría de Lewis nunca fue aceptada y -de hecho- contradicha por varios experimentos, el nuevo nombre "fotón" fue adoptado enseguida por la mayoría de los científicos. 

En física se lo identifica usualmente con el símbolo , la letra griega gamma. Este símbolo deriva posiblemente de los rayos gamma, descubiertos y bautizados en 1900 por Villard y relacionados con la radiación electromagnética en 1914 por Rutherford y Andrade. En química e ingeniería óptica, los fotones se simbolizan usualmente con , la energía de un fotón donde es la constante de Planck y la letra griega es la frecuencia de la partícula. Con mucha menor asiduidad, el fotón puede simbolizarse con hf , cuya frecuencia se indica mediante f. 

El fotón no tiene masa La característica intrínseca de su "masa invariable" se cree que es estrictamente cero, con base en la experimentación y consideraciones teóricas. Esto respecto de la definición estándar de masa entre los físicos. No obstante, algunas explicaciones científicas populares han asignado al fotón una "masa relativista" definida como E/c2, donde E representa la energía de la partícula. 

Tampoco posee carga eléctrica y no se desintegra espontáneamente en el vacío. El fotón tiene dos estados posibles de polarización que pueden describirse mediante tres parámetros contínuos: los componentes del vector que determinan su longitud de onda y su dirección de propagación.

Los fotones son "partículas de luz" un término que se usa para explicar más claramente las propiedades de ésta..... pero en realidad son energía, la energía eléctrica (la cual sí es un flujo de electrones) no se obtiene a partir de la luz, es al contrario, esto se logra convirtiendo la energía eléctrica en energía térmica+energía luminosa (por eso los focos se calientan) se pueden hacer otras conversiones de energía para obtener luz. Entonces energía luminosa= flujo de partículas de luz (fotones) energía eléctrica= flujo de partículas eléctricas (electrones)

En primer lugar, todas las que hemos descrito eran fermiones, es decir, partículas con espín semientero, lo cual significa que no puede haber dos en el mismo estado cuántico. Los fermiones son los constituyentes de la materia, de modo que todo lo que hemos estudiado hasta ahora son partículas “materiales”.Empezamos la serie con un leptón, el electrón, que es una partícula fundamental, y su antipartícula, el positrón. Recuerda que los leptones son aquellos fermiones que no experimentan la fuerza nuclear fuerte y, por lo tanto, no están presentes en el núcleo de los átomos.Además del electrón, hemos estudiado otra partícula elemental - el quark (en sus varios “sabores”). Los quarks sí experimentan la fuerza nuclear fuerte y, por lo tanto, las partículas hechas de quarks sí pueden estar en los núcleos atómicos. Recuerda que los quarks no pueden estar solos más que unos instantes: se encuentran asociados formando partículas compuestas llamadas hadrones. Pueden estar en grupos de dos (bosones llamados mesones) y de tres (fermiones llamados bariones).En la serie hemos hablado de dos de estos bariones (grupos de tres quarks): el protón, que tiene carga positiva, y el neutrón, que tiene carga neutra. Estas dos partículas forman el núcleo de los átomos y por lo tanto se denominan nucleones.Hoy vamos a hablar de otra partícula elemental (no compuesta, que sepamos, de otras partículas más simples): el fotón.El nombre de “fotón” es unos veinte años posterior a la predicción teórica de la existencia de esta partícula, propuesta por Albert Einstein en 1905.

A finales del siglo XIX, las Ecuaciones de Maxwell explicaban de una manera extraordinariamente elegante y coherente todos los fenómenos eléctricos, magnéticos y de radiación electromagnética… casi perfectamente.

De acuerdo con las ecuaciones de Maxwell, la luz (por cierto, a lo largo de este artículo voy a emplear “luz” en vez de “radiación electromagnética” aunque no sea sólo luz visible; es más corto) era una onda. Esto concordaba con diversos experimentos anteriores, como la existencia de interferencia y difracción demostradas por Young y otros. La energía que llevaba, por ejemplo, un rayo luminoso, era dependiente de su intensidad. Es decir, si yo tengo una linterna con una bombilla poco potente y otra con una bombilla más potente, la energía de la segunda es mayor que la de la primera y eso es lo único que determina los procesos involucrados con la luz.

Sin embargo, había cosas que no encajaban. Esas cosas llevarían al desarrollo de la Física Cuántica, pero no vamos a ir por ahí en esta entrada porque no es su propósito. Centrémonos en un experimento concreto: el efecto fotoeléctrico. Se sabía ya en aquel momento que, si se tiene una pieza de cierto metal y se ilumina, a veces la luz arranca electrones del metal (produce electricidad a partir de luz, de ahí el nombre del efecto).Lo lógico sería que, si tengo un trozo de metal y lo ilumino con una linterna y observo que no pasa nada, pueda hacer que sí que se produzca el efecto añadiendo energía: con una linterna más potente. Sin embargo, esto que parece tan lógico no ocurre. Y el hecho de que no ocurriera, que por potente que fuera la bombilla, si no producía el efecto nunca jamás podría producirlo, era algo que perturbaba a los físicos de la época profundamente.

Los científicos observaban algo que no podían explicar: si se ilumina el metal con una luz (por ejemplo) roja y no se produce el efecto fotoeléctrico, aunque multiplique la potencia de la bombilla por un millón, del metal no sale ni un solo electrón. Pero si, por ejemplo, con una bombilla de luz azul sí que se arrancan electrones, por muy poco potente que sea la bombilla

siguen saliendo electrones: cuanto menos potente es la bombilla, menos electrones salen, pero salen.

Einstein dio una explicación muy elegante y sencilla, ampliando la idea de Planck de la cuantización de la energía: la luz, según Einstein, estaba formada por partículas puntuales llamadas “cuantos de luz”. Estas partículas tenían una determinada energía que dependía únicamente de la frecuencia de la luz (cuanto mayor frecuencia, mayor energía de cada cuanto), de modo que los cuantos de luz azul tenían más energía que los de luz roja. Cuando una bombilla es muy potente, es porque emite muchos cuantos luminosos, pero la energía de cada uno sigue siendo la que corresponde al color - de ahí que el efecto fotoeléctrico no dependa de la potencia de la bombilla sino del color de la luz.De modo que si una bombilla de luz roja no produce efecto fotoeléctrico es porque cada cuanto luminoso no tiene suficiente energía: por mucha potencia que tenga (por muchos cuantos que transporte), como cada uno choca con un electrón y no tiene suficiente energía, no pasa nada. Sin embargo, si la linterna es de luz azul y sí produce el efecto, aunque tenga poca potencia, los pocos cuantos luminosos que hay arrancan, cada uno, un electrón. Visto así, todo encaja.

Esta explicación de los “cuantos de luz”, escrita por cierto el mismo año que su artículo sobre elMovimiento Browniano, y también su Teoría de la Relatividad Especial (¡menudo año!), valió a Einstein el Premio Nobel de Física en 1921, e impulsó el desarrollo de la física cuántica que tanto disgustaría al genial físico. En 1926 se adoptó para la partícula el nombre de “fotón”, propuesto por Gilbert N. Lewis y que viene del griego “luz”, combinado con la terminación -on que se había usado para el electrón: de modo que un fotón es una “partícula de luz”

Esto no quiere decir que todo estuviera claro - considerando la luz como compuesta de partículas, y no como una onda, se explicaban muy bien cosas como el efecto fotoeléctrico…¿pero y la difracción?Eso sólo podía ser explicado si la luz es una onda, no partículas. ¿Entonces? La solución estaría más adelante, en la física cuántica y la dualidad onda-corpúsculo de la luz, de la que hablaremos en algún otro momento.

El fotón, dentro del Modelo Estándar de partículas, es un bosón - es decir, tiene espín entero (en el caso del fotón, 1), lo cual quiere decir que no es un constituyente de la materia, sino un intermediario de las interacciones entre partículas. Además, los fotones, al ser bosones, pueden estar en el mismo estado cuántico, lo cual significa que puede haber muchos fotones “haciendo exactamente lo mismo”. De ahí que se pueda tener un láser de fotones, pero no un láser de, por ejemplo, electrones.Además, el fotón tiene otras características que lo hacen muy interesante: no tiene carga eléctrica, de modo que no siente la fuerza electromagnética. No tiene masa, por lo que durante cierto tiempo se pensó que no sentía la fuerza gravitatoria (la Teoría de la Relatividad General de Einstein cambió eso, y hoy sabemos que sí la siente, de ahí la existencia de los agujeros negros).

Si no tiene ni carga ni masa, realmente, ¿qué hay en un fotón? Dicho rápido y mal: energía y momento de determinadas características. Un fotón lleva energía, que puede transmitir a un átomo, por ejemplo, al chocar con él. Cuando la luz del Sol calienta tu cuerpo, lo que ocurre es que los fotones que llegan hasta ti hacen vibrar tus átomos más rápido, calentándolos.

Además, un fotón tiene momento lineal, es decir, es capaz de empujar cosas - esto se puede comprobar con relativa facilidad (por ejemplo, mediante experimentos del Efecto Compton) y, de hecho, algunos diseños de naves espaciales utilizan “velas”

empujadas por un láser. Pero, además de energía y momento, un fotón representa cierto orden - dos fotones de frecuencias (“colores”) diferentes no tienen la misma energía ni el mismo momento, de modo que puedes tener una cantidad de energía (o momento) determinada con pocos fotones de gran frecuencia, o con muchos fotones de poca frecuencia.Además de ser los componentes de la radiación electromagnética (la luz visible, las ondas de radio, las microondas, los rayos X, los rayos gamma, etc.), los fotones son los responsables de la interacción electromagnética: de acuerdo con la teoría cuántica, siempre que dos partículas interaccionan debido a la fuerza eléctrica o la magnética, intercambian fotones. Por lo tanto, sabemos que si tenemos dos cargas en el espacio y se repelen, no lo hacen instantáneamente. Los fotones responsables de la repulsión tienen que viajar de una carga a la otra a la velocidad de la luz.

Los fotones viajan siempre, en el vacío, a la velocidad de la luz (¡de ahí el nombre de la velocidad!). Si recuerdas los artículos sobre la Relatividad sin fórmulas, esto hace que, si tú fueras un fotón (échale imaginación), el Universo sería muy, muy raro…En primer lugar, el tiempo no pasa para ellos, literalmente. El tiempo subjetivo que experimentarías desde ser emitido por un átomo hasta ser absorbido por otro, aunque estuviera a cien millones de años-luz del primero, sería 0. La distancia que recorrerías entre los dos átomos medida por ti mismo, debido a la contracción de la longitud, sería exactamente…0. Para ti, el Universo sería algo que no podrías experimentar, y para los demás, si te viéramos “desde fuera”, estarías “congelado” durante toda tu existencia: un fotón no puede experimentar ningún cambio desde que se emite hasta que desaparece de nuevo.Otro efecto interesante de los fotones es que, a pesar de no tener masa, sí modifican la masa de un sistema que los emite o los absorbe: una vez más, de acuerdo con Einstein, la

equivalencia entre masa y energía hace que, si emites un fotón, pierdas algo de masa (la energía del fotón emitido proviene de esa pérdida de masa), y al revés. Por supuesto, la pérdida o ganancia de masa es minúscula y, cuando el Sol te calienta, no notas que peses más.

De manera que el fotón, que es el bosón más famoso, es el constituyente de la radiación electromagnética y es el intermediario de la interacción eléctromagnética. Algunos tienen vidas muy largas (medidas “desde fuera”, claro), por ejemplo, los emitidos por una estrella que viajan durante miles de millones de años por el espacio. Otros, como los que está emitiendo tu cuerpo ahora mismo por el hecho de tener temperatura (fotones infrarrojos) tienen vidas muy cortas: si la pared de la habitación en la que estás está a un par de metros de ti, sólo tardan unos 0,00000001 segundos en desaparecer de nuevo.

Por cierto, en la entrada del neutrón hablamos de lo peligrosos que eran los neutrones libres - los fotones también pueden serlo. Los fotones infrarrojos ya pueden ser muy dañinos si la intensidad es grande, pues pueden quemarte (cuando notas el calor en la cara mirando una chimenea de frente, estás notando fotones infrarrojos), lo mismo que los de microondas. Pero llega un momento en el que un fotón tiene tanta energía que no hace falta una gran intensidad para dañarte: a partir de los fotones ultravioletas, cada fotón tiene tanta energía que puede “descolocar” los ácidos nucleicos de tu ADN, provocando un cáncer. Ése es uno de los peligros de la radiación gamma (que tiene aún más energía que los rayos X, que también pueden provocar cáncer).

Pero, duraderos o efímeros, peligrosos o inocuos, gran parte de los cambios en el Universo se deben a ellos - piensa que todas las reacciones químicas se deben a interacciones eléctricas (es

decir, intercambio de fotones). Lo mismo con las fuerzas que hacen que andes, que empujes las teclas del ordenador, que los electrones se muevan por el cable, que puedas respirar (reacción química), que pienses…¡fotones por todas partes! Sin embargo, como un fotón típico de luz visible tiene unos 0,0000000000000000001 Julios, no somos conscientes de que están ahí como partículas individuales.

Si recuerdas, cuando hablamos del neutrón dijimos que un neutrón libre se desintegra al cabo de unos 15 minutos en un protón, un electrón y un antineutrino. Hablemos entonces de la tercera partícula, relativamente famosa pero, al mismo tiempo, misteriosa - en la próxima entrada, el neutrino.

Si son bosones pueden tener el mismo y si son fermiones no pueden estar en el mismo estado cuántico, por eso constituyen la materia... Por lo que deduzco que "estado cuántico" sería equivalente a "posición en el espacio" ¿me equivoco?.

A ver si consigo resolver tus dudas:

El estado cuántico de una partícula es el conjunto de variables en mecánica cuántica que definen dónde está, cómo se está moviendo, etc. No es exactamente "posición", aunque la posición sea parte del estado cuántico en cierto sentido.

La frecuencia es el número de oscilaciones o vibraciones por segundo. En la serie de "cuántica sin fórmulas" se habla más sobre el concepto.

Un fotón de cualquier frecuencia no está formado por más fotones, es uno solo. Al ser bosones, lo que sí pueden hacer es estar en un estado cuántico idéntico: moviéndose juntos, con la misma frecuencia y oscilando a la vez.

Tal vez leer la serie de cuántica sin fórmulas te ayude a aclarar dudas... o tal vez te sumerja en otras nuevas, que a veces pasa :)

Repasaré la serie "Cuántica sin formulas" que también me gusto bastante... a veces me enrollo demasiado para intentar explicarme y creo que consigo lo contrario. Mi duda surge porque, recuerdo haber leído que fotón=cuantum de energía, por eso me confunde el hecho de que un solo fotón llevara más que esa energía. Pero supongo que esa definición de fotón no es del todo correcta. Un saludo

No, esa definición es perfectamente correcta (es la que se da en "cuántica sin fórmulas, de hecho): un fotón es un cuanto de energía. La cuestión es que hay cuantos de diferentes tamaños, no de uno solo -- un fotón de mucha frecuencia es un cuanto "grande" (por ejemplo, un fotón de radiación gamma) y uno de poca frecuencia (por ejemplo, de radioondas) es un cuanto "pequeño".

Hola a todos los fanáticos de la física y la química.

Tengo una GRAN duda respecto del fotón. Sabemos que esta partícula, NO POSEE MASA.

A su vez, sabemos que la masa es la cantidad de materia que posee un cuerpo, y que esta propiedad de un sistema físico, es la responsable de la curvatura del tejido espacio-tiempo.

Por otra parte, sabemos que la luz tiene un comportamiento dual, es decir se comporta tanto como partícula y onda.

Es lógico que la luz no debería ser atraída por la gravedad de los planetas, ya que si la apreciamos como una ONDA, sabemos que esta no es materia, y por lo tanto no se curvaría en el tejido espacio-tiempo. Como PARTÍCULA, podría hacerlo, viéndolo desde el punto de vista de

un fotón. Pero, si el fotón NO TIENE MASA, y todo lo que tiene masa atrae a lo que tiene masa, ¿ cómo es que la misma LUZ, se curva en prescencia de grandes cuerpos como planetas por ejemplo, si los fotones que la constituyen no poseen MASA?

RESPONDAN POR FAVOR.

Gabriel,

No sé si lograré resolver tu duda (lo mismo lío la cosa aún más), pero lo intentaré.

Es lógico que la luz no debería ser atraída por la gravedad de los planetas, ya que si la apreciamos como una ONDA, sabemos que esta no es materia, y por lo tanto no se curvaría en el tejido espacio-tiempo

Esto no es cierto. El hecho de ser una onda o una partícula no tiene nada que ver con ser afectado por la gravedad.

La cuestión es que un objeto con masa curva el espacio a su alrededor; cualquier cosa que viaje por el espacio --partícula u onda-- curva su trayectoria al pasar cerca. Si viajas por el espacio y el propio espacio se curva, ¿cómo podrias no curvar tu trayectoria, tengas masa o no?

todo lo que tiene masa atrae a lo que tiene masa

No -- eso es lo que decía Newton, y es falso. La gravedad, a partir de Einstein, no es la atracción entre los cuerpos con masa, sino la curvatura

del espacio-tiempo por parte de los cuerpos con masa. Hace falta masa para curvar el espacio, no para experimentar su curvatura.

¿ cómo es que la misma LUZ, se curva en prescencia de grandes cuerpos como planetas por ejemplo, si los fotones que la constituyen no poseen MASA?

Tal vez pensarlo así resuelva tu duda: la luz no se curva al pasar cerca de un objeto con masa. La luz sigue su camino por el espacio, pero puesto que el espacio se curva, observamos que la luz realiza una trayectoria curva.

El fotón es una partícula que no tiene masa en reposo y está totalmente definido por su frecuencia, la cual determina su energía y su cantidad de movimiento. Otra característica importante es que no tiene carga. La luz sigue la geodésica en la curvatura del espacio tiempo. El efecto de la deflexión de la luz es pequeño. Por eso se nesesita de un eclipse, como una de las opciones, para observar el fenómeno.

piensa que la trayectoria de un foton es como un tren, y las vias el espacio-tiempo por el que circula. El tren no gira, giran las vias, pues con la luz pasa parecido, la luz sigue su camino recto, pero al curvarse el espacio-tiempo desde un observador externo parece que la luz se curve.

(simil un tanto brusco pero quizas ayude a imaginar el asunto)

Aquí se dice que "el tiempo subjetivo que experimentarías,de ser un fotón, y desde el momento de ser emitido por un átomo, hasta ser absorbido por otro aunque este otro estuviera a cien años-luz, sería cero."Sí el fotón que viaja a la velocidad de la luz,c, y por tanto no tiene una velocidad instantánea y el átomo que le aboservará está cien años-luz,¿cómo puede ser que tarde un tiempo cero, en lugar de un tiempo,t,?.

Curioso, si digo que me voy a ver a mi novia que está a 1 año luzde distancia en mi nave que va al 99% de la velocidad de la luz.seguro que alguien me dice:

- pero tardarás 1 año en llegary yo le diré:- No, estás equivocado, no tardaré casi nada. Para tí sí habrá pasado 1 año.

Si el fotón no tiene masa, la cantidad de movimiento es cero, no?Entonces, como puede 'empujar' o 'sacar' electrones de un átomo o hacerlo vibrar? Al menos los choques, yo los entiendo, por cantidad de movimiento, pero si es cero la del fotón...Algo se me escapa.

Gracias por el blog, Pedro.

Si el fotón no tiene masa, la cantidad de movimiento es cero, no?Nope... La fórmula que se estudia en el colegio (y en la Uni, dependiendo del curso y la carrera), la de p = mv, es sólo cierta para partículas con masa que se mueven mucho más despacio que la velocidad de la luz. La de una partícula sin masa propia, como el fotón, se puede calcular como p = E/c, donde E es la energía que transporta el fotón y c la velocidad que lleva (la de la luz), o lo que es lo mismo --en cuántica--, como E= hf, p = hf/c, es decir, p = h/λ. De modo que el fotón sí tiene cantidad de movimiento, empuja cosas, etc., aunque no tenga masa. Enlace al canto: http://en.wikipedia.org/wiki/Linear_momentum#Modern_definitions_of_momentum

¡Gracias por las gracias! :)

Hola.He llegado aquí siguiendo las serie desde Carga eléctrica.No se si es tarde para plantear una pregunta aquí, pero allá va.Los fotones son los responsables de la interacción electromagnética.¿Quiere eso decir que cuando un imán atrae a un trozo de hierro lo hace

mediante fotones?¿O que cuando un protón y un electrón se atraen lo hacen mediante fotones?Si es así, lo flipo y no entiendo nada ¿En que parte del espectro electromagnético esta esa radiación?¿Se puede llamar radiación a eso?Puede que mis preguntas no sean del todo claras, pero es que estoy realmente confuso.Enhorabuena por el artículo claro y conciso, como siempre.

Gracias.

¿Quiere eso decir que cuando un imán atrae a un trozo de hierro lo hace mediante fotones?¿O que cuando un protón y un electrón se atraen lo hacen mediante fotones?Sí, si quieres describir las cosas mediante la teoría cuántica de campos.

¿En que parte del espectro electromagnético esta esa radiación?¿Se puede llamar radiación a eso?No está en el espectro, porque no son fotones reales sino virtuales, intermediarios de la interacción electromagnética: http://es.wikipedia.org/wiki/Part%C3%ADcula_virtual

Es raro, porque es cuántica. Y la cuántica no la entiende Richard Feynman así que tampoco hay que preocuparse demasiado :)

¿La diferencia entre fotones reales y virtuales es únicamente que los reales los podemos detectar y los virtuales no? Es decir, tenemos un fotón real y no solo lo detectamos sino que somos capaces de medir su energía (pongamos por caso un fotón de luz visible del que ademas de poder detectarlo, medimos su energía, su frecuencia etc. Entonces ¿un fotón virtual "gemelo" al anterior sería aquel que se "intercambiarían" entre sí partículas cargadas que aunque no podamos dectectarlo, si que podemos "deducir" que tiene que tener una energía (y resto de características) igual al fotón de luz visible? Dicho de otra manera, de igual modo que existen diferentes fotones reales (correspondientes a cada escalón de energía) ¿existen tb los correspondientes fotones

virtuales, o por el contrario todos los fotones virtuales son exactamente iguales?

De partículas virtuales hablaremos --supongo, y no sé cuándo-- en la serie de cuántica, pero los fotones virtuales no son todos iguales, sino que tienen energías diversas, como los reales.

1- ¿Por qué los bosones pueden estar en el mismo estado cuántico? Por lo que me parece utilizas como argumento el echo de tener un espín entero, pero la relación espín entero>posibilidad de estar al mismo estado cuántico no la entiendo.

2-Dices que al no tener carga eléctrica el fotón no siente la fuerza electromagnética, el neutrón no tiene carga "neta" pero si siente la fuerza electromagnética. ¿Que es lo que diferencia de "sentir" o no la fuerza electromagnética entre el neutrón i el fotón?

3-Respecto al comentario sobre “velas empujadas por un láser". ¿Cuando un fotón es creado (en un láser per ejemplo) genera una fuerza opuesta a la fuerza que generada al impactar sobre un objeto?

Gracias por todos estos artículos hacia tiempo que quería encontrar algo como esto y perdona mi ignorancia

Mickivt,

1 - TVADEUA

2 - El fotón no tiene carga eléctrica. El neutrón tiene cargas eléctricas en su interior, y cada una de ellas se ve afectada por la fuerza electromagnética, es posible detectar su distribución en el interior del neutrón, etc. Vistos "desde lejos" ninguno parece sufrir la fuerza electromagnética, pues uno no tiene carga y en el otro se compensan, pero vistos "de cerca", la diferencia se hace evidente.

3 - Sí

Y no te disculpes por la ignorancia, todos somos enormemente ignorantes en casi todo, por lo menos yo ;P

Hola Pedro

Por la noche vemos las estrellas porque los fotones que emiten llegan hasta nuestros ojos ¿no?

También podemos ver la luz de una linterna que está encendida lejos de nostros por lo mismo

¿Por qué esos fotones no iluminan?

Un saludo y gracias

Respuesta n°1

Toms, cualquier cuanto de cualquier radiación electromagnética es un fotón, y no solamente los de la luz visible.

El ojo humano es capaz de detectar luz dentro de un cierto espectro, un cierto rango de frecuencias, (por encima del infrarrojo y por debajo del ultravioleta). Cuando te haces una radiografía, ¿ves los fotones de esa radiación?

Fotones que no ves: los de las ondas de radio, los del calor, los de las microondas... Tus ojos sólo pueden ver luz con fotones de cierta frecuencia, y no luz de cualquier fotón con cualquier frecuencia, pues muchas de estas frecuencias son indetectables para el ojo humano.

Respuesta n°2

Toms, en la pregunta final, con "esos fotones" ¿te refieres a los emitidos por las estrellas?

Si ves la estrella es que sí está iluminando... si no, no la verías. Otra cosa es la cantidad de luz emitida; si los tiros van por la paradoja de Olbers, paciencia :)

Graicas Pedro , parece que estábamos escribiendo a la vez.

Me refiero a los fotones que emite la estrella.

Si estos llegan a mis ojos y gracias a ello yo la puedo ver ¿por qué esos fotones no iluminan, por ejemplo, mi mano?

Respuesta n°1

Toms, sí iluminan tu mano, pero la intensidad de la radiación reflejada es pequeña. Cuando ves tu mano iluminada por el Sol, por ejemplo, tu mano no brilla como el Sol ni mucho menos, y en el caso de la estrella, la fuente luminosa inicial es ya muchísimo menos brillante que el Sol. Con una estrella la sensibilidad de tus ojos puede no notar la diferencia, pero lejos de cualquier ciudad y en una noche sin Luna, la luminosidad no es igual con el cielo estrellado que cubierto.

Respuestan°2

Toms, si enciendes una cerilla, la cerilla ilumina, ¿verdad? ¿Qué ocurre a medida que te vas alejando de ella? Aunque la cerilla no se apague, ese efecto de iluminación parece ir (descendiendo hasta que llega un

momento en que la intensidad de luz que a ti te llega es tan pequeña que no puedes apreciar que te está iluminando.

Lo mismo pasa con la linterna o con las estrellas (que, por cierto, están muy muy lejos), iluminan mejor los objetos más cercanos porque la luz se propaga en todas direcciones (imagínate esferas concéntricas de radio cada vez mayor) barriendo distancias cada vez mayores y, sin embargo, la intensidad de la onda lumínica no aumenta según se propaga. Si tienes que repartir la misma intensidad entre más puntos de espacio, a cada punto le corresponderá menos intensidad, ¿no? Supongo que conforme la luz se va expandiendo por el espacio, va disminuyendo la "concentración de fotones" en los lugares más alejados de la fuente.

Deducciones de un pelotudo

Esta serie de las partículas me fascina.

Ahora entiendo cosas que antes no llegaba a comprender completamente. Por ejemplo: un imán desprende fotones! ¿no? ¿Me equivoco?

Lo que pasa es que esos fotones tienen tanta energía, que no puedo verlos con mis ojos (se escapan de mi "rango de visibilidad" por así decirlo. (A no ser que me equivoque. ¿Estoy en lo cierto?).

Y, claro, esos fotones no nos hacen daño, porque a pesar de transportar mucha energía (mucha = más que la luz visible de una bombilla), supongo que el número de fotones por segundo y área (¿flujo de fotones?) será bastante menor que el que emite una bombilla corriente.

¿Me equivoco? Todo esto es muy interesante, pero temo que pueda haberme confundido en estas deducciones... :?

Prgunta sin respuesta

Una duda Pedro, ¿cómo puede ser que los fotones sean sus propias antipartículas? ¿Qué quiere decir exactamente esto? ¿Acaso los fotones estan "aniquilándose" entre si constantemente? Y mis felicitaciones por la página, una verdadera maravilla

Buena pregunta

Hola, me encanta la serie que estas haciendo, la acabo de ver y no he parado de leer, pero tengo varias dudas sobre el foton. La cosa es que el foton es el encargado de la fuerza electromagnetica, mi primera duda es: ¿Si un electron crea un campo electrico o magnetico, esta creando continuamente fotones? Si fuera asi, ¿Que diferencia hay con los fotones de la luz al cambiar de una a otra orbita? Y otra duda es ¿Cuando el foton decide hacer campo magnetico y cuando campo electrico? Esque llevo años con estas dudas atormenandome.

Respuesta de otro loco

¿Si un electron crea un campo electrico o magnetico, esta creando continuamente fotones?

Solo cuando crea una perturbación en el campo electromagnético. Es decir, cuando crea una onda electromagnética. Lo cual no es más que una obviedad, porque una onda electromagnética es un fotón, así que en el fondo lo que te estoy diciendo es que crea un fotón cuando crea un fotón. A ver si abordándolo de otro modo... Puede crear ese fotón por ejemplo porque se mueva a lo largo de una antena como la de tu móvil: al moverse el electrón, está cambiando el campo E (eléctrico), y ese cambio genera un campo H (magnético), que a su vez genera un campo E, que a su vez... y así se va propagando. Repasa la serie sobre las ecuaciones de Maxwell, que está explicado con mucho más detalle.

¿Que diferencia hay con los fotones de la luz al cambiar de una a otra orbita?

Ninguna. Cuando un electrón cambia de órbita perdiendo energía, emite un fotón que, ¡qué casualidad! tiene justo la energía perdida por el electrón. Cuando el electrón cambia de órbita se está moviendo, por lo tanto provocando un cambio en el campo E, que a su vez genera H... no espera, que eso ya lo he explicado.

¿Cuando el foton decide hacer campo magnetico y cuando campo electrico?

Si el electrón está ahí quieto, genera un campo eléctrico, como fuente del campo que es. Pero cuando se mueve, está generando una variación de dicho campo eléctrico. Esa variación, a su vez, produce una variación del campo magnético. De veras, si no has pasado por la serie de Maxwell, necesitas ir allí antes de intentar entender esta respuesta.

A la excelente respuesta de J, un añadido: la onda electromagnética está asociada a fotones reales. La fuerza electromagnética, incluso en ausencia de aceleración, se produce en términos cuánticos mediante el intercambio de fotones virtuales, que sí pueden ser emitidos incluso sin aceleración. Pero creo que antes de meterte en ese berenjenal (puedes leer sobre ello en Wikipedia y seguramente aquí algún día hablemos de esto) deberías leer la serie de las ecuaciones de Maxwell

. http://eltamiz.com/las-ecuaciones-de-maxwell/

http://eltamiz.com/2007/12/11/cuantica-sin-formulas-la-hipotesis-de-de-broglie/

http://eltamiz.com/2007/11/12/cuantica-sin-formulas-el-atomo-de-bohr

http://eltamiz.com/cuantica-sin-formulas/

http://eltamiz.com/las-ecuaciones-de-maxwell/

pregunta esteban

Hola, gracias mil a todos los que comparten su conocimiento. Planteo la siguiente pregunta, si un foton se aleja de un cuerpo con gran masa, deberìa utilizar energia para poder hacerlo y eso aumentarìa su longitud de onda provocando un corrimiento hacia el rojo? En un agujero negro donde el foton no logra escapar consume todo su energìa? En las explicaciones de agujero negro siempre dan a entender que el foton colapsaria no que se extinguirìa antes de colapsar.

Responde mrko

Esteban, cuando un fotón se aleja de un cuerpo con gran masa, pierde energía en el proceso al igual que cualquier partícula. La diferencia es que una partícula con masa perdería velocidad en cambio un fotón aumenta su longitud de onda como bien dices.

En un agujero negro, un fotón emitido fuera del horizonte de sucesos y que viaja de forma perpendicular a este, puede perder mucha energía, pero terminará escapando de todas formas.

En el caso de que el fotón se emita dentro del agujero negro, entonces no es que el fotón pierde toda su energía o algo así, es que la dirección en la que viaja no es la que apunta hacia afuera del agujero (literalmente no existe recorrido que te permita viajar desde adentro hacia afuera).

Vuelve s preguntar esteban

Gracias Alejandro, pero me sigue haciendo ruido, dejando de lado el tema del agujero negro que quizas complica el escenario de mi duda innecesariamente Supongamos que el foton que intenta escapar del cuerpo de gran masa tiene una energia infima y agota la misma antes de escapar, en que se habría convertido dicha energia? Ya que no es posible que la misma se pierda segun la ley de conservación

Responde mako

esteban:cuando un electron llega al primer nivel energetico -el con menos energia y mas cerca del nucleo - ha perdido gran parte de su energia emitiendo fotones saltando niveles , quedandole solo la "energia del punto cero" esta cantidad de energia no puede emitirla o perderla jamas es una ley universal .a partir de ahi solo puede ganar energia - absorbiendo fotones - para saltar a otros niveles energeticos externos ,si ese no fuera el caso la puede usar aumentando su energia cinetica u/o oscilatoria...hablando en plata como dice pedro la "energia del punto cero" es como ese saldo minimo que no puedes retirar de tu cuenta jamas.si la analogia es muy burda mil disculpas

RESPONDE MUY BIEN ALEJANDRO

Esteban, básicamente, la disminución de la energía es asintótica a cero. Puede disminuir todo lo que quiera sin llegar a este. Igual hay un punto donde podríamos decir que el fotón ya no existe, que es el momento donde nunca lo podremos detectar (cuando tenga una longitud de onda más grande que el mismo universo observable). Pero obviamente eso no significa que esa energía desapareció. solo está en forma de energía potencial en el campo gravitatorio, hasta que el fotón apunte a otra masa y vuelva a adquirir nuevamente esa energía.

lejandro: totalmente de acuerdo . mi pregunta es si el calor es exclusivo de una parte del espectro electromagnetico o puede estar en todo este . haber si me explico :una bombilla emite gran parte en el visible ; el hierro fundido mayormente en el infrarrojo .pregunta: si una bombila emite solo

en el visible yo no sentiria nada de calor al contacto con su luz ?ya que no habrian ondas de longitudes mayores ?.te agradeceria me respondieras y tuvieras un poco de paciencia conmigo

Branco, todas las ondas electromagneticas, indistintamente de su frecuencia, se pueden considerar calor. Calor en si es un termino mas bien cotidiano, por dejarlo claro seria mejor decir que en un intercambio de energia el calor es la energia que se transmite.

Cualquier cuerpo caliente radia energia en todo el espectro de frecuencias, mas en unas que en otras dependiendo de la temperatura, siguiendo la ley de planck, que sale en el articulo que dice Alejandro. Ahora ya, la piel tiene cierta capacidad de absorcion, que seguramente sea maxima en el espectro visible, por que es la que emite el sol y de la que suele haber mas por aqui, y en otras no pilla tanto.

Por cierto, Alejandro, segun calientas el hierro, efectivamente pasa del rojo al blanco azulado, pero si sigues calentandolo se vuelve a apagar, al empezar a emitir en ultravioleta, algo muy bonito de ve

El electrón emite un fotón cuando, después de se "exitado" vuelve a una órbita menos energética. Esa diferencia de energía se la lleva el fotón. Pero ¿como emite fotones un átmo que es "calentado" continuamente, sin permitir que los electrones desciendan a órbitas menos energéticas?

Bien, a partir de aquí, sabes que un electrón que esta en una orbita determinada, necesita una energía para subir a orbitas superiores. Un fotón con esa determinada energía puede proporcionarle esa energía (llamémosla E1) para subir a la orbita inmediatamente superior. Una vez está en una orbita superior este electrón tiene más energía que antes (E0+E1, siendo E0 la energía inicial y E1 la que la ha proporcionado el fotón y le ha hecho subir de orbita)

Lo que pasa es que ahora hay un hueco en la orbita inferior (que el mismo electrón ha dejado libre) por lo que nada le impide que pueda bajar de nuevo (si no hubiera ningún hueco hay razones cuánticas que impiden que baje al nivel inferior). Pero no solo es que el electrón "pueda" bajar a la orbita. La termodinámica nos dice que cualquier cuerpo tiende a su estado de mínima energía. Y si recuerdas lo dicho antes, como más baja es la orbita menor es la energía del fotón.

Perdón por la parrafada, es posible que todo lo que he dicho lo sepas, pero he preferido explicar por si las moscas...

Vamos ahora a lo que nos interesa: ¿Por que el fotón volvería a bajar a su orbita inicial si seguimos bombardeándole con fotones?

Bien, como sabemos al interaccionar un fotón con el electrón le da una energía E1 que lo hace subir a una orbita superior, pero claro, luego es posible que haya otro fotón con una energía E2 que vuelva a interaccionar con el electrón, dándole aún más energía y haciéndole subir a una orbita aún más energética (y, si tiene suficiente energía incluso puede lanzarlo fuera del átomo). Pero, ¿qué pasa con el electrón que está en la orbita superior a la suya pero no recibe un fotón con E2 sino con un fotón con energía E(1,5)? Pues este fotón no puede darle su energía, ya que el electrón solo puede tener la energía que corresponde a su orbita. Así que si todos los fotones que recibe son de E(1,5) es como si no hubiera fotones.

Luego lo que pasa el que el electrón vuelve a su orbita inicial (recordemos que busca su estado de mínima energía), pero en este momento los fotones de E(1,5) sí que pueden hacerle subir otra vez a la orbita superior, ya que necesita una energía E1.

Espero haber explicado lo que quería decir con claridad y siento la parrafada :D

Roger ;)

(Recuerda que todo lo dicho antes es solo lo que yo creo que pasa, cualquier parecido con la realidad es pura coincidencia)

Correccionde nicolai

De: Nikolai 2007-06-11 07:12:51excelente!!!creo que aquí iba neutrino en ves de neutrón..."se desintegra al cabo de unos 15 minutos en un protón, un neutrón y un antineutrino"claro que el articulo del neutrón dice es electrón...umm confusión

De: Pedro 2007-06-11 07:23:31Es "electrón", como decía la en