¿Se ha demostrado alguna vez la mecánica de las partículas / ondas de radiación electromagnética?

Sí, y la evidencia está en cómo funcionan las antenas de radio.

¿Qué hacen las antenas?

En un nivel muy alto, una antena receptora de radio está destinada a “captar” ondas de radio, solo haces de luz, y pasarlas a un circuito de altavoces. Obviamente, funcionan, como cualquier radio de automóvil puede demostrar por usted. Pero, ¿cómo se puede “recoger” la luz exactamente?

Si conecta un circuito cerrado a una antena, asegurándose de que no haya fuente de voltaje en ninguna parte, descubrirá algo interesante: ¡exponer una antena a ondas de radio AM hace que fluya una corriente en el circuito! El método parece claro: de alguna manera, la interacción con la luz hace que los electrones en el metal de la antena fluyan a través del circuito. Se establece una diferencia potencial en su circuito. Todo lo que queda es resolver eso ‘de alguna manera’.

Ideas sobre cómo podrían funcionar las antenas

Si fueras un científico tratando de probar la idea de que la luz consiste en alternar campos eléctricos y magnéticos, podrías encontrar dos posibilidades para este comportamiento:

• La exposición a la luz imparte suficiente energía para que los electrones de la antena de radio se exciten. El método principal en este caso es la transmisión de energía : la luz misma imparte suficiente energía para que los electrones se liberen de sus átomos, y las pequeñas diferencias entre la concentración de electrones en la base y la punta de la antena producen suficiente voltaje para que fluyan.
• La luz tiene un componente de campo eléctrico que oscila continuamente, y la exposición a un campo eléctrico excita los electrones de forma lineal (es decir, la cantidad de corriente evocada es directamente proporcional a la cantidad de campo eléctrico experimentado). El método principal en este caso es la excitación de campo . El campo eléctrico de la luz es responsable de proporcionar la diferencia de voltaje.

Ambos suenan igualmente plausibles. ¿Cómo saber cuál tiene razón?

El factor decisivo: las antenas generan corriente alterna

En 1905, Einstein (y Planck antes que él) mostraron que la energía de un fotón es discreta y depende estrictamente de la frecuencia. Si este fuera el mecanismo principal, entonces cualquier corriente generada siempre fluiría en una dirección para una frecuencia dada; después de todo, la energía impartida es constante y la concentración de electrones no está cambiando realmente, por lo que la dirección de la diferencia de potencial siempre debe permanecer lo mismo. Puede variar en intensidad, pero la dirección no debería cambiar.

Por el contrario, la imagen maxwelliana de los campos eléctricos y magnéticos oscilantes plantea el argumento opuesto: debido a que el campo eléctrico sigue cambiando tanto la amplitud como la dirección de la amplitud, la dirección de la diferencia de potencial debería seguir cambiando. Como consecuencia, la corriente sigue cambiando rápidamente de dirección .

Nuestra primera hipótesis implica el comportamiento izquierdo; Nuestra segunda hipótesis implica el derecho.

Para probar estas ideas, conecta un amperímetro, algo que mide la cantidad de corriente, a la corriente. El título de esta sección debería revelarlo: resulta que la corriente sigue cambiando rápidamente de dirección. Puede medir directamente la intensidad del campo eléctrico (e incluso el campo magnético) simplemente calibrando su antena de radio con un campo eléctrico que ya conoce el valor.

Y entonces tenemos prueba

Así es como las antenas de radio prueban que la luz consiste en ondas eléctricas oscilantes. Puede probar en otros experimentos que los campos eléctricos cambiantes inducen un campo magnético; de hecho, Hans Christian Ørsted hizo el experimento relevante en el siglo XIX, al mostrar que las agujas de la brújula se desvían por un momento cuando enciende de repente una corriente, de modo que la existencia de Un campo eléctrico cambiante debe implicar un campo magnético cambiante.

Entonces llegamos a la conclusión de que la luz consiste en campos eléctricos y magnéticos oscilantes.

Realmente puedes hacer estos experimentos en casa. Una radio de cristal es una forma de radio muy primitiva, utilizada por primera vez a principios de 1800 y todavía hoy en día construida por aficionados aficionados. Son receptores pasivos : su única fuente de energía proviene de las mismas ondas de radio que intentan amplificar. El nombre proviene del uso de un cristal llamado galena que sirve solo para permitir que la corriente fluya en una dirección, esto es necesario para que el altavoz pueda funcionar correctamente. Quite el cristal y tendrá pruebas de primera mano de cómo las ondas de radio generan corriente alterna.

Sí, las ecuaciones de Maxwell, la naturaleza y la forma de las ondas electromagnéticas y la naturaleza del fotón han sido verificadas y medidas por cientos, quizás miles de experimentos. Los estudiantes principiantes de física de todo el mundo repiten rutinariamente experimentos que verifican la mecánica de partículas / ondas del fotón como parte de su educación. Una gran parte de la tecnología moderna, desde el láser en su reproductor de DVD hasta la antena de radio en su teléfono celular, son validaciones experimentales directas de que nuestra comprensión de las ondas electromagnéticas es correcta.

Si desea obtener más información sobre este campo amplio y rico, las frases para google son cosas como “experimento de doble rendija”, “rejilla de difracción”, “lidar”, “contador de fotones”, “antena de radio”.

Heinrich Hertz realizó una serie de experimentos que mostraron que las ecuaciones de onda de Maxwell estaban justo en el blanco. Lamentablemente, Maxwell murió durante varios años antes de que Hertz estableciera la exactitud de sus ecuaciones. Al probar que las ecuaciones de Maxwell eran correctas, Hertz construyó uno de los primeros pares de receptores de radio transmisor de radio y fue esencialmente lo que construyó Marconi (en una forma más poderosa). Una plataforma que podría enviar una señal de telegrafía sin cables. Ver: Heinrich Hertz y los experimentos de Hertz (1887)

Hertz mismo no vivió mucho. Lo hizo a la edad de 36 años por algún tipo de infección. No dejó descendientes ya que sus hijas nunca se casaron ni tuvieron hijos. Pero dejó como legado la prueba de concepto para la transmisión de radio y la corroboración de las ecuaciones de onda modificadas de Maxwell. Su nombre ahora representa un ciclo por segundo. No es un mal legado.

El contenido físico del diagrama ha sido ampliamente verificado. Sin embargo, tenga en cuenta que el diagrama es engañoso si las convenciones gráficas que utiliza no se explican correctamente.

No es una imagen de algo en tres dimensiones del espacio, y no es como si hubiera algo sobresaliendo lateralmente del camino de la luz. El eje etiquetado como “X” no es la posición de nada en la dirección X, es la fuerza del componente X del campo magnético en el punto central. Del mismo modo, Z es la fuerza del campo eléctrico en el punto central.

¡Y el punto central es representativo de todos los otros puntos en un frente de onda (no mostrado) que se extiende en las direcciones X y Z del espacio real!

Si. Puede obtener una demostración de la dualidad onda-partícula en cualquier laboratorio de óptica, dependiendo de cuán buena sea la escuela secundaria de la que estamos hablando, ni siquiera un laboratorio de óptica de la universidad 😛

Mire esto para obtener una explicación + demostración de la interferencia de un solo fotón:

El efecto fotoeléctrico tiene luz que se comporta como una onda y una partícula.
https://en.wikipedia.org/wiki/Ph …
Los filtros polarizadores demuestran la orientación de los campos eléctricos.