A2A: Una premisa fundamental de la teoría cuántica es que casi todo se trata como si tuviera valores discretos (como “cuantizados”). La realidad es que esto es una conveniencia, una especie de taquigrafía, y que en una inspección minuciosa las variables cuantificadas no tienen discontinuidades.
Un electrón unido cambia su energía suavemente, aunque la transición es tan breve que en muchos contextos es suficiente tratarla como instantánea. ¡Quizás te preguntes cómo se puede saber esto! Lo sabemos al estudiar el fotón que irradia la transición.
Un fotón no tiene una frecuencia sino un continuo de frecuencias. Cuando se considera como una sola onda, la onda no es una simple sinusoide. Si lo fuera, tendría infinitos ciclos de igual amplitud y sin principio ni fin. No tendría sentido hablar de su creación como un evento. De hecho, un fotón es una suma infinita de “wavelets” sinusoidales de todas las frecuencias. Un teorema de Fourier dice que cualquier función tiene una transformada de Fourier, por lo que puede ser representada de manera equivalente por tales wavelets.
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Un fotón tiene una frecuencia. Esta no es la única frecuencia presente en el fotón, sino que es la frecuencia de la wavelet con la mayor amplitud. La distribución de frecuencias parece ser gaussiana: una sola colina suave cuya altura es cero para la frecuencia de cero hercios y se aproxima a cero asintóticamente ya que las frecuencias más altas se consideran sin límite.
La distribución gaussiana es especial, ya que la transformación de Fourier de un gaussiano es otra gaussiana. La transformación de un gaussiano estrecho y empinado es un gaussiano más amplio. El teorema es válido aproximadamente para funciones que son aproximadamente, superficialmente gaussianas.
Una función escalonada (que representa una transición instantánea de energía electrónica) produciría un fotón con un espectro de frecuencia uniforme que no tiene una frecuencia principal. Pero observamos que cada fotón tiene una frecuencia principal. Por lo tanto, la transición no es instantánea.
