¿Por qué la luz roja es más cálida que la luz azul aunque sea menos energética?

Primero, comparemos los dos. La luz roja tiene una longitud de onda más larga que la luz azul; esto significa que la luz azul tiene una frecuencia más alta que la luz roja. Dado que hay más energía en las frecuencias más altas, en teoría, la luz azul es más cálida que la luz roja.

Sin embargo, cuando la luz pasa a través de un prisma (como en el experimento de Herschel) , se refracta de tal manera que la longitud de onda “azul” está más extendida que la longitud de onda “roja” como se ve en la imagen de abajo. Esa es la razón por la cual la energía total que llega al termómetro es mayor en la parte infrarroja y roja que en la parte azul del espectro.

Imagen cortesía de: Detrás de las líneas: Herschel’s Discovery of Infra-Red

Pero hay otra forma de ver esto. Los rayos de luz están compuestos de fotones cuya energía especifica un color de rojo a violeta. La intensidad o el brillo de la luz se define por el flujo o el número de fotones que pasan por un área determinada en un momento determinado. El flujo de fotones de los fotones de alta energía necesarios para proporcionar una cierta densidad de potencia radiante será menor que el flujo de fotones de los fotones de baja energía necesarios para obtener la misma densidad de potencia radiante.

Animación cortesía de: Photon Flux | Educación física

En la animación, la densidad de potencia radiante que incide en la superficie es la misma tanto para la luz azul como para la roja, pero se necesitan menos fotones azules ya que cada uno tiene más energía. Por lo tanto, me parece que una luz azul y una luz roja del mismo brillo tendrán el mismo efecto de calentamiento.