¿Qué quieren decir los científicos para describir la luz como onda?

Ninguno. No es solo luz, los electrones también son ondas. Estás hecho de partículas que son ondas. Ondas, en física, no significa que algo se vea así:

¿Qué son las olas? Nada más que disturbios. Desviaciones de la media. Eso es todo. No tiene que ser la posición de una partícula que cambie en forma de onda.

Cuando se trata de luz, es el campo electromagnético. La luz es una onda electromagnética. Qué significa eso? Esta:

La luz no es más que campos eléctricos y magnéticos que varían en forma de onda. La luz se propaga perpendicularmente a ambos campos, que es la dirección en que viaja la luz cuando dibuja diagramas de rayos para mostrar el efecto de lentes y espejos. Eso no significa que haya una partícula real en el eje a lo largo de esa dirección que se mueve a la velocidad c . Significa que los campos se propagan a esa velocidad.

Ninguno de esos. La luz no es una partícula que se mueve como una onda, o partículas que forman ondas. La luz actúa como una onda y una partícula a la vez.

¿Confuso? Estás en gran compañía. Podrías decir que si no estás confundido, entonces realmente no entiendes la pregunta. ¡Confundió a todos los científicos a principios del siglo XX que resolvieron los fundamentos de la mecánica cuántica, incluso después de que lo resolvieron!

Las olas no son partículas. Vaya a una piscina, estanque o bañera, con una superficie tranquila de agua y deje caer una moneda en ella. Verá que se forman olas en la superficie. Las olas se moverán hacia afuera, pero ¿dónde está la ola? No puede señalar un punto, una ola ocupa espacio y se mueve. El agua sube y baja en forma de ola, pero el agua no se mueve ni viaja a ninguna parte, solo a la ola.

Entonces, las ondas y las partículas son cosas completamente diferentes, actúan de manera diferente. Tienen física diferente.

La luz es ambas, o un poco más precisa, actúa como cualquiera, dependiendo de cómo se mire. Entonces, realmente es mejor decir que la luz, y otras entidades cuánticas subatómicas, no son lo mismo que estamos acostumbrados a percibir y pensar en nuestro mundo superatómico. Que ninguno de nuestros grandes conceptos mundiales o partículas y ondas los describe adecuadamente, y estamos “mirando” algo completamente diferente.

Esto se ilustra más comúnmente en el experimento de la doble rendija. Si no está familiarizado con esto, aquí hay un enlace a un video que hace un buen trabajo al explicarlo, creo:

¿Sigo confundido? ¿Todavía estás tratando de entenderlo? Nuevamente, bienvenidos a la mecánica cuántica, donde constantemente se nos pide que creamos en lo extraño y espeluznante. Una ilustración famosa es la vieja idea del gato de Schrödinger. Hay un gato en una caja y hay un mecanismo en la caja que podría matarlo o no. Sabemos las probabilidades de que el gato esté muerto, pero no podemos saber si el gato está vivo o muerto hasta que abramos la caja. ¿Qué pasa antes de abrir la caja? Bueno, podrías pensar “oh, bueno, el gato está vivo o muerto, simplemente no sabemos cuál”. Pero por extraño que parezca, lo que la física cuántica convencional nos pide que sepamos es que antes de abrir la caja, el Gato está vivo y muerto, y no es hasta que abrimos la caja y vemos que se convierte en uno. o el otro Si eso te parece extraño, o espeluznante o imposible para ti, estás en buena compañía, incluido Einstein.

Lo que debe recordar es que, por extraño e incomprensible que sea, la ciencia se trata de comprender el Universo tal como es, no de cómo creemos que debería, o incluso debe ser. No tenemos voto. Solo tenemos la oportunidad de ver la evidencia y tratar de descubrirla lo mejor que podamos concebir. Las partículas de fotones que toman caminos ondulados o viajan en formaciones onduladas, ideas que vienen a la mente de la mayoría de los estudiantes que intentan luchar con estos problemas, no encajan con la evidencia experimental. La dualidad onda / partícula es el modelo que describe la evidencia.

La luz es una ola, porque se comporta de la manera que se observa en las olas oceánicas. Es decir, las olas oceánicas se desviarán alrededor de objetos suficientemente grandes, y esto se observa en la luz. Tanto el océano como las ondas de luz pueden reflejarse y cruzarse entre sí y formar ondas estacionarias.

La naturaleza ondulatoria de la luz es una de sus características más antiguas. Adquirió la naturaleza de las partículas solo más tarde, demostrado por ejemplo, por el efecto fotoeléctrico (la luz solo liberará electrones si la energía de los fotones individuales es suficiente para expulsar a los electrones individuales de su caparazón).

No los científicos describen la luz como onda, pero la luz es en la naturaleza ondas electromagnéticas. Este hecho fue descubierto por Maxwell en 1865, cuando unificó el campo eléctrico con el campo magnético en sus ecuaciones muy famosas. También encontró la velocidad de la luz en el vacío para ser C = 1 / [e0 u0] ^ 1/2, donde e0 y u0 son la permisividad y la permibilidad del vacío. La luz de hecho es desde el principio se considera como onda debido a sus propiedades ópticas como intrusión y difracción, por ejemplo Pero Maxwell descubrió la naturaleza de su propiedad de onda, ya que la luz no es más que ondas electromagnéticas, luego, en 1905, Einstein descubrió que la luz también es una corriente de fotones (cuantos), cada fotón con energía E = hf, donde h es constante de Planck = 6.63 X10 ^ -34 J.sec. y f es su frecuencia. Entonces, la luz es un fenómeno físico de onda y partículas, de acuerdo con las hipótesis de la deulidad de Broglie.

Significa que en algunos experimentos la luz se comportará como partículas como el efecto fotoeléctrico, mientras que en algunos experimentos tendrá una onda como la difracción. Del mismo modo, otras partículas subatómicas se comportan como partículas y ondas en diferentes situaciones.

En pocas palabras, tratar a veces los fotones como una partícula clásica o “rayo de luz” no es exacto. A veces, los fotones se comportan como si fueran una onda: un paquete de probabilidad de encontrar un fotón, por ejemplo. (El principio de incertidumbre de Heisenberg se relaciona a distancia aquí si su objetivo es la máxima confusión.) Ni la interpretación como partícula puntual clásica u onda clásica resulta correcta por sí sola, pero ambas son verdaderas, y este tema se llama dualidad onda-partícula.