La luz es siempre una partícula y una onda, no una o la otra; es solo que en contextos específicos, puede ser más útil considerar sus propiedades de partículas u ondas. Ambos aspectos son importantes para entender cómo el ojo detecta la luz.
Onda : el modelo de luz de onda describe fenómenos como la refracción y la difracción. La refracción, o la flexión de la luz cuando pasa de un medio a otro, es muy importante: el ojo utiliza la refracción de la luz en la lente para enfocar las imágenes en la retina. La difracción también es muy interesante: cuando la luz pasa a través de una pequeña abertura como la pupila, se extiende y forma un disco Airy en la retina. Una consecuencia de esto es que hay un límite en cuanto al ángulo pequeño que puede resolver el ojo (ver Visión y Difracción): si los discos Airy de dos fuentes puntuales de luz se superponen, se difuminan. El ángulo más pequeño que se puede resolver está dado por:
[math] \ sin \ theta = \ frac {1.22 \ lambda} {d} [/ math],
donde [math] \ theta [/ math] es el ángulo, [math] \ lambda [/ math] es la longitud de onda de la luz, y [math] d [/ math] es el diámetro de la pupila. Para el ojo humano, el límite de resolución es de unos 20 segundos de arco.
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Partícula-como : la luz también puede considerarse como una colección de fotones, cada uno con energía
[math] E = h \ nu [/ math],
donde [math] h = 6.626 \ times 10 ^ {- 34} [/ math] J [math] \ cdot [/ math] s es la constante de Planck, y [math] \ nu [/ math] es la frecuencia de la luz . La imagen de la partícula es adecuada para modelar cómo la luz interactúa con las moléculas receptoras en la retina (consulte Moléculas fotorreceptoras en la luz visible de detección de ojos). Cuando un fotón es absorbido por una molécula fotorreceptora, deposita una cantidad discreta de energía [math] h \ nu [/ math], causando un cambio en la forma de la molécula (” la absorción de luz da como resultado la isomerización de los 11-cis – grupo retiniano de rodopsina a su forma todo trans “ ). Esto causa , lo que resulta en una señal nerviosa que se envía al cerebro.
Aquí hay un dato divertido sobre el ojo de Quantum Mechanics When You Close Your Eyes. En cualquier momento, su ojo está lleno de mucha más radiación infrarroja que luz visible (¡aproximadamente 1,000,000 de energía infrarroja más!). La capacidad de su retina para ignorar toda la radiación infrarroja y detectar solo la parte visible del espectro electromagnético se basa en la mecánica cuántica: los niveles de energía de las moléculas de los fotorreceptores se cuantifican, y las moléculas absorben los fotones de manera mucho más eficiente si la energía de los fotones corresponde A un salto entre niveles de energía. Los fotones visibles tienen una energía aproximadamente igual a la diferencia de energía entre los dos isómeros de las moléculas fotorreceptoras, mientras que los fotones infrarrojos no tienen suficiente energía para causar la transición.