Comenzaré esta respuesta con la cita del gran Albert Einstein
Todos los cincuenta años de crianza consciente no me han acercado a la respuesta a la pregunta: “¿Qué son los cuantos de luz?” Por supuesto, hoy cada bribón piensa que sabe la respuesta, pero se está engañando a sí mismo.
¡Ahí vas! Mucha gente todavía se confunde al respecto de muchas maneras.
- ¿Sería posible crear ventanas que muestren el pasado disminuyendo la velocidad de la luz?
- ¿Cuál es la razón fundamental por la que no se puede romper la velocidad de la luz? ¿Por qué el universo quiere preservar la barrera superior a la velocidad de la luz tanto que ralentice el tiempo fácilmente en lugar de ver que se rompe la barrera de la velocidad?
- Si pudiéramos enviar una sonda a Proxima b a la mitad de la velocidad de la luz, ¿cuánto tiempo pasaría en la Tierra? ¿Sería simplemente el doble de la distancia del año luz, o la dilatación del tiempo afectaría nuestra percepción?
- ¿Se puede reducir una masa con velocidad?
- ¿Hay algo que legítimamente se mueva más rápido que la luz bajo cualquier condición (agua y cosas así)?
Esencialmente, la luz (hoy la llamamos fotones) se comporta como una onda y también como partículas. Por lo tanto, se llama onda-partícula . Tiene doble naturaleza. ¿Cómo me convenzo con esta declaración? Lea los acontecimientos históricos: interpretaciones experimentales y teóricas desde los días de Newton, Huygens a de Broglie. Leer libros sobre óptica. Me gustaría dividir esta pregunta en alguna introspección también.
Aspecto # 1 ¿Qué es la luz?
Ahora, como es una ola, tiene que moverse, ya sea en una dirección que trascienda las vibraciones o permanezca en el mismo lugar, pero siga vibrando. Ola significa energía en movimiento. Energía causada por vibraciones. Cualquier onda en mecánica se define así. La luz es un tipo diferente de onda. Es una energía en movimiento pero no una vibración mecánica que está causando el movimiento de la energía. Sonido o sísmico o viento o ondas de agua son así. Ondas mecanicas. La luz es una onda de materia.
Aspecto # 2 ¿Cómo es en forma de onda?
Desde el aspecto de la mecánica cuántica, es un paquete de energía (la partícula llamada fotón) que está en movimiento. Pero la naturaleza ondulatoria de esta partícula proviene de su aspecto único del campo portador: el campo electromagnético . Este campo se cuantifica, por lo tanto, la naturaleza de partícula discreta o, en sentido más profundo, la partícula con espín = 1.
Aspecto # 3 Si está en forma de partículas y cuando viaja, ¿se mueve como onda o partícula?
Bueno, ciertamente no viaja como una partícula ni como una ola también. En primer lugar, estos dos son la naturaleza de la luz. Entonces, de cualquier libro de óptica estándar, aprenderá que estas dos naturalezas se revelan en función del tipo de experimento que uno hace. Si realiza un experimento para detectar ondas, la luz (o más bien todas las partículas subatómicas, electrones, protones, etc.) se revela como onda y si el experimento es para detectar partículas, entonces la naturaleza de las partículas se revela. Así que primero registremos eso en nuestra mente.
Ahora viene la cuestión del viaje. Bueno, la cuestión del viaje. Dije que ni viaja como una ola ni como una partícula. Lo que quise decir es que, si una partícula tiene que viajar, debe darle un impulso, darle una velocidad uniforme o puede que tenga que acelerarla. Y cuando se trata de ondas en movimiento, bueno, hay ondas estacionarias y ondas progresivas. Las ondas progresivas se caracterizan por una ecuación diferencial de segundo orden. Las ondas estacionarias también están representadas matemáticamente. Ambos son causados por la vibración de partículas en el medio. Eso es mecánica para ti.
La luz no es una onda mecánica. La luz o el fotón son procesos de mecánica cuántica (proceso no clásico). Un fotón se genera cuando un electrón de una órbita más baja salta a una órbita más alta debido a cierta energía externa, también llamado proceso de excitación y ese mismo electrón cuando salta de regreso a la energía más baja, llega una diferencia de energía. Esta energia
- … pasa por un proceso de conversión (explicado por el gran Einstein – E = mc ^ 2), donde la energía se convierte en masa (una partícula). Pero la luz no tiene masa. Volveré sobre esto, ¡espera!
- … aunque la energía se convierte en una partícula con un impulso específico. Este impulso no se define como m * v, pero se define como h / (lambda) (constante de h-Planck y lambda = longitud de onda).
- … estas partículas nacen con una velocidad y eso es ‘c = 3 * 10 ^ 8 (m / s)’
Su respuesta se encuentra en este segundo y tercer punto. Estas partículas nacen con un impulso, pero este impulso no se trata de la velocidad sino de la longitud de onda de la partícula. Y dado que la partícula nace con una velocidad diferente a las partículas en la naturaleza bajo la mecánica, no puede definirse por las leyes de Newton tal como lo definen otras personas que han respondido.
El vector de momento define la longitud de onda y la dirección de la partícula. Esencialmente es isotrópico, pero aún así esto también necesita un impulso de la naturaleza. Esto es lo más lejos que uno puede llegar a comprender los fenómenos no matemáticamente.
El otro aspecto será la física en sentido más profundo. La luz es una onda electromagnética. Si desea comprender la física de la onda electromagnética, lea mi respuesta a una pregunta similar (la respuesta de Sundar Balasubramaniam a Si una carga se mueve en una dirección lineal, ¿generará una onda electromagnética?)
¡Salud!
