¿Es el mismo fotón en una onda electromagnética que vibra tanto en el campo eléctrico como en el campo magnético? En caso afirmativo, ¿cómo puede hacerlo? Si no, ¿qué les impide ser desviados por campos eléctricos externos o campos magnéticos?

Sí, es el mismo fotón. De hecho, al usar las ecuaciones de Maxwell, puede ver que cuando tiene un campo eléctrico oscilante en propagación, TAMBIÉN DEBE haber un campo magnético que se propague en la misma dirección y polarizado perpendicular al campo eléctrico. En otras palabras, el campo eléctrico oscilante por sí solo no es una solución válida para las ecuaciones de Maxwell, y tampoco lo es el campo magnético oscilante por sí mismo … ¡¡Uno no puede existir sin el otro!!

Los campos eléctricos y magnéticos (en el vacío, así como todos los demás “medios lineales”) obedecen las leyes de superposición lineal, lo que significa que la existencia de un campo eléctrico o magnético no afecta la existencia de otro campo eléctrico o magnético. Por lo tanto, puede tener muchos * diferentes * campos eléctricos y magnéticos, todos coexistiendo pacíficamente y pasándose uno al otro en algún volumen de espacio. Esta es la razón por la cual un campo eléctrico o magnético externo no desviará la trayectoria de un fotón, ya que un fotón es realmente solo un tipo específico (y obviamente muy especial) de campo eléctrico / campo magnético … ¡Es una onda electromagnética!

“Fotón” y “ondas electromagnéticas” son dos nombres que describen lo mismo. Cuando se mide con mucha precisión la energía de una onda electromagnética, resulta que siempre se obtiene un número entero N = 0,1,2,3 … de unidades de energía. Esta naturaleza discreta se llama “cuantización” del campo electromagnético y en lugar de decir “esta onda tiene E julios de energía” se dice de manera equivalente: esta onda consiste en N fotones.

Si desea calcular la energía E contando fotones [matemáticos] N [/ matemáticos] en una onda con una frecuencia f, puede usar: [matemática] E = N hf [/ matemática] en donde [matemática] h [/ matemática ] es constante de Planck.

El fotón no es algo extra que vibra en el campo electromagnético, es una metáfora imperfecta del hecho de que el campo electromagnético está cuantificado y solo puede tener ondas con ciertos niveles de energía discretos. Es lo adicional cuando pasas de un nivel de energía al siguiente. Entonces, no hay nada más que campo electromagnético y si haces algo con fotones en el contexto de un campo electromagnético estático, no hay interacción debido al principio de Superposición.

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