¿La cuantización de la luz es consecuencia de las propiedades del átomo o de la luz misma?

Si bien es cierto que los átomos emiten energía en trozos discretos, la cuantización de la luz es una propiedad de la luz misma. Einstein propuso por primera vez la cuantización de la luz en su explicación del efecto fotoeléctrico.

Planck podría haber propuesto en su explicación del espectro del cuerpo negro, como estaba claramente implicado por la naturaleza de su explicación, que los electrones que oscilaban en las paredes del recinto emitían luz haciendo transiciones de energía discretas. Pero no propuso que la luz estuviera hecha de partículas discretas.

Einstein propuso lo que llamó das Lichtquantas, que ahora llamamos fotones.

Los fotones individuales se han observado directamente en muchos experimentos, y tienen un conjunto continuo de energías posibles como se muestra en los experimentos de dispersión de fotones, como la dispersión de Compton.

Existen fotones que no tienen las energías de ninguna posible transición atómica discreta, aunque los fotones pueden tener esas energías, si es así como se emitieron.

El experimento clásico está exponiendo un material fluorescente a la luz tenue y notando que el comportamiento de la fluorescencia continúa, no importa cuán tenue sea la luz. Si la luz fuera una onda suave (no cuantificada), cada área de material fluorescente tardaría mucho tiempo en luz tenue para acumular suficiente energía para fluorescer. Pero lo que observamos es que la fluorescencia comienza inmediatamente, lo que indica que debe consistir en fotones discretos que llegan a ubicaciones aleatorias. Esto se puede combinar con un experimento que utiliza una rejilla de difracción para demostrar la naturaleza ondulatoria de la luz, una aparente contradicción que requiere la teoría cuántica, que aparentemente contradice la relatividad, que requiere una nueva teoría de la gravedad cuántica, que fue suficiente para mantener a los académicos ocupados durante décadas.

Ninguna de estas son transiciones en la materia:

  • Radiación Bremsstrahlung
  • Producción de pares de fotones
  • Aniquilaciones de fotones
  • Radio y television

Efecto Compton.

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