Lichtbron

Ellenr

Hallo,

ik vroeg me af of iemand een antwoord heeft op mijn vraag.
Stel je hebt een puntbron in vacuum, dus de lichtdeeltjes worden niet afgebogen door deeltjes in de lucht.

Je gaat op een hele grote afstand, misschien zelfs een oneindige afstand, van de lichtbron staan.

Kun je dan nog licht zien, of is er op een gegeven moment een punt dat je zeg maar tussen de fotonen zit en dus geen licht meer kunt zien.

Ik weet het dat een heel theoretisch iets is, maar een vriendin en ik vroegen ons het af en of er misschien iets is wat we over het hoofd zien.

Herman66

Lichtsnelheid is eindig dus de afstand van het zichtbare licht ook.

Michel Uphoff

of is er op een gegeven moment een punt dat je zeg maar tussen de fotonen zit en dus geen licht meer kunt zien

Zo kun je dat wel ongeveer zien. Zelfs een ster die onbehoorlijk veel lichtdeeltjes (fotonen) uitzendt is voor het blote oog al snel niet zichtbaar meer (maximaal enige duizenden lichtjaren afstand). Voor een telescoop die veel meer van die fotonen opvangt, en ze bovendien als het ware verzamelt over vele uren, is de afstand waarop er nog genoeg licht van een ster wordt ontvangen tot miljoenen keren groter. Maar een ster op echt heel grote afstand verspreidt haar fotonen over een enorm boloppervlak, zodat het kan voorkomen dat je inderdaad tijdelijk 'tussen' de fotonen inzit en er geen een opvangt in een redelijke tijdsduur.

Aan de andere kant, ook die vreselijk verre ster stuurt heel af en toe een foton precies onze kant op, dus als je maar lang genoeg de tijd hebt, en je bent met één foton tevreden, dan is in theorie het licht van ook een zeer verre ster ooit een keer op te vangen.

Daarbij komt wat Herman66 hierboven opmerkte. Licht dat van extreem ver naar ons toe reist is hier nog niet aangekomen. Van objecten die nu 46 miljard lichtjaar van ons af staan ontvangen we, hoe extreem helder het object ook is, en ook al zijn de fotonen bij het ontstaan van het heelal 13 miljard jaar geleden al naar ons toegesneld op dit moment nog geen enkel foton. Die zijn nog onderweg.

Je kan er ook wat aan rekenen:
De Zon zendt naar schatting ongeveer 4.10⁴⁴ fotonen per seconde uit. Zetten we de Zon op een miljoen lichtjaar afstand, dan is het oppervlak van de bol die door de Zon wordt bestraald ongeveer 1.10⁴⁵ vierkante meter, zodat er ongeveer iedere 2,5 seconden een foton op een vierkante meter terecht komt.
De kans dat er van die Zon 1 foton door ons kleine ooglensje (pakweg 7 mm doorsnede) komt is al erg klein, je zou gemiddeld 18 uur moeten wachten.
Maar ons oog ziet een enkel foton niet eens. Er moeten er ongeveer 10 per 0,1 seconden binnenkomen zouden wij ze kunnen waarnemen. De kans dat dat gebeurt is ongelofelijk klein (maar niet nul). Zo klein dat het gedurende een mensenleven waarschijnlijk nooit gebeurt. Die Zon is dus op een miljoen lichtjaar in praktische zin onzichtbaar voor het oog.

Een enorme telescoop met een spiegel van 10 meter heeft een oppervlak van 78,5 vierkante meter en vangt van die verre Zon dan ongeveer 30 fotonen per seconde op, en dat is ruim voldoende voor een beeldje. Die heeft er dus geen moeite mee.

Zetten we de Zon op een miljard lichtjaar (dan dus een miljoen maal minder fotonen dan bij een miljoen lichtjaar afstand), dan zou zelfs die enorme telescoop bijna 10 uur moeten kijken om één foton op te pikken. Dat foton wordt nooit waargenomen, want het valt in het niet bij de ruis van de sensors. Dus dan is ook voor dat apparaat de Zon onzichtbaar geworden.

Benm

Maar ons oog ziet een enkel foton niet eens. Er moeten er ongeveer 10 per 0,1 seconden binnenkomen zouden wij ze kunnen waarnemen.

Daarover valt nog wel wat te discussieren. In principe kun je 1 enkel foton zien, mits je in complete duisternis bent en daaraan gewend bent geraakt. 50 tot 100 per seconde is een realistisch getal voor praktische (zeer zwakke) lichtbronnen die je betrouwbaar met het blote oog kunt waarnemen.

In de praktijk zijn we echter zelden aan het donker gewend - zelfs de melkweg is uit een stedelijke omgeving nauwelijks zichtbaar, maar als je een eindje buiten de verlichte beschaving gaat (zeg 10 km de woestijn in ofzo) dan zie je opeens een stuk meer aan de hemel dan je gewend bent.

Michel Uphoff

Dat onderwerp is hier al eens bediscussieerd. De uitkomst was, dat de staafjes in staat zouden moeten zijn op een enkel foton te reageren, maar dat wij een filter hebben om zulke eenmalige flitsjes te onderdrukken. We zouden 5 tot 9 fotonen binnen maximaal 0,1 seconde moeten ontvangen op de staafjes om het flitsje waar te kunnen nemen. Aangezien niet alle de ooglens passerende fotonen op de staafjes in het netvlies aankomen moet het binnentredende aantal fotonen hoger liggen. Zie hier.

Wetenschapsforum

Laatste berichten

Nieuwsberichten

Lichtbron

Lichtbron

Re: Lichtbron

Re: Lichtbron

Re: Lichtbron

Re: Lichtbron