Si los fotones son partículas neutras (es decir, no tienen carga), ¿cómo es que la luz es una onda ‘electromagnética’? No puede haber ningún campo eléctrico o campo magnético debido a una partícula neutra, ¿verdad?

Es útil diferenciar entre lo que es una teoría y lo que es un experimento. Teóricamente, Maxwell postuló ondas electromagnéticas y Hertz demostró su existencia experimental. El primer personaje postulado tenía la forma de una onda como en ondas de sonido en la materia, y cumplió todos los caracteres conocidos de tales ondas como la reflexión, la refracción, la dispersión, la interferencia y el resto experimentalmente. La teoría de Maxwell predice con precisión el comportamiento de tales ondas, y los diversos equipos de comunicación en la actualidad, todos están diseñados utilizando principalmente esta teoría muy precisa. Según esta teoría y el experimento, las ondas son emitidas por ‘electrones oscilantes’ que causan las oscilaciones correspondientes de electrones en la materia a una distancia de la fuente, y esto lleva tiempo de acuerdo con una velocidad fija en el vacío, la velocidad de la luz c . En el espacio, se encontró que estas ondas eran solo transversales.

Considerando solo hechos experimentales, solo tiene la oscilación de electrones en un transmisor (la ‘fuente’) que produce la oscilación correspondiente de los electrones de una materia distante, el ‘receptor’, en un tiempo retrasado. El hecho de que haya una demora entre la transmisión y la recepción y el hecho de que el espacio vacío tiene una permitividad, permeabilidad e impedancia distintas de cero indica que hay un medio que transporta la onda. La rigidez de cualquier medio (para una velocidad de onda fija) dependía de su densidad y que para el espacio vacío es cero, dando un resultado infinito. Entonces, tenemos un medio que es infinitamente rígido pero no podemos sentirlo, y más aún, podemos movernos libremente sin resistencia. Este problema nunca ha encontrado una explicación fácil hasta hoy. Pero debemos recordar que este es solo uno de los muchos problemas que hoy no se han entendido. No me canso de citar a Einstein diciendo; Sabes, sería suficiente entender el electrón, que todavía es cierto hoy.

En conclusión, si toma solo hechos experimentales, entonces no tiene ningún problema … electrones que simpatizan con otros electrones a una distancia después de un tiempo (que podría alcanzar miles de millones de años como a la luz de estrellas distantes) y obedecer la teoría bien conocida de olas Sin embargo, si optas por la teoría, entonces debes aceptar estar dividido entre muchas interpretaciones conflictivas … una onda que se mueve en el espacio vacío como si fuera materia, o una partícula que podría tener un tamaño de kilómetros, o fuerzas eléctricas y magnéticas en un campo que parece morir a cero (en el espacio vacío), luego vuelve a la existencia cada vez que la amplitud de onda va a cero a lo largo del camino de propagación, o partículas neutras que también son un campo, y muchos más.

También me gustaría repetir nuevamente una idea presentada aquí en Quora en algún momento, que la ecuación de Einstein E = mc ^ 2 se puede escribir como c = sqrt (E / m). Esto es similar a la expresión de la fórmula de velocidad de onda en la materia c = sqrt (Módulo de rigidez / densidad a granel) = sqrt (Módulo de regidez a granel x volumen / (densidad x volumen)) = sqrt (Energía / masa). Esto muestra que la onda EM es similar a la de los medios materiales, incluso en la expresión para encontrar la velocidad de la onda: ¡la ecuación de Newton-Euler!

Hmm ..
Perspectiva interesante
Por mucho que me sorprendió no haber notado esta obvia “paradoja”, al pensarlo más, la paradoja se aclara.

Aquí hay dos cosas en juego que deben distinguirse claramente.

1. ¡Los fotones son ondas EM en sí mismos! ¡NO son la fuente de las ondas EM! No producen ondas EM.

2. La fuente de las ondas EM (y, por lo tanto, de los fotones) solo están acelerando las partículas CARGADAS. Como electrones, protones, etc.

Para resumir, la pregunta supone que los fotones crean ondas EM, lo cual es falso, porque los fotones son ondas EM en sí mismas. Entonces, incluso si los fotones no están cargados (lo cual son ), no plantean ningún problema, ya que no son la fuente. Solo las partículas cargadas aceleradas son la fuente de las ondas EM.

Un fotón no es una partícula. Es un campo eléctrico y magnético oscilante. El campo eléctrico oscilante crea el campo magnético.

Un campo eléctrico de una partícula cargada, digamos un electrón, se extiende hasta el infinito. Pero los cambios en el campo se propagan a la velocidad de la luz.

Entonces, si empiezo a mover el electrón hacia arriba y hacia abajo 10 millones de veces por segundo, el campo eléctrico se mueve hacia arriba y hacia abajo 10 millones de veces por segundo, pero los cambios se alejan a la velocidad de la luz. Entonces, como mover un extremo de una cuerda hacia arriba y hacia abajo, el cambio en el campo eléctrico se aleja como ondas.

Para un sensor distante, el campo va en un sentido, luego en el otro. Realmente no va positivo y negativo. Y un campo eléctrico oscilante crea un campo magnético que oscila con él a 90 grados.

Eso es un “fotón”, pero es tanto una onda como una partícula. El aspecto que ve depende de cómo lo mire.

La respuesta de Steven J Greenfield a ¿Por qué una carga en movimiento produce un campo magnético a su alrededor?

Curiosamente, no hay razón para que un campo eléctrico tenga una carga presente para existir. A continuación se encuentran las ecuaciones de Maxwell, que junto con la ley de fuerza de Lorentz describen todo el electromagnetismo clásico:

[matemáticas] \ nabla \ cdot \ vec {E} = \ frac {\ rho} {\ epsilon_0} [/ matemáticas]

[matemáticas] \ nabla \ cdot \ vec {B} = 0 [/ matemáticas]

[matemáticas] \ nabla \ veces \ vec {E} = – \ frac {\ partial \ vec {B}} {\ partial t} [/ matemáticas]

[matemáticas] \ nabla \ veces \ vec {B} = \ mu_0 \ vec {J} + \ frac {1} {c ^ 2} \ frac {\ partial \ vec {E}} {\ partial t} [/ math ]

¿Cuáles son todos esos números? [math] \ epsilon_0 [/ math] y [math] \ mu_0 [/ math] son ​​las constantes eléctricas y magnéticas (técnicamente, permeabilidad al vacío y permisividad al vacío). [matemática] c [/ matemática] es exactamente lo que suele ser (y si no lo sabe, llegaré allí). Los valores [math] \ vec {E} [/ math] y [math] \ vec {B} [/ math] son ​​los campos eléctricos y magnéticos. Luego tiene [math] \ rho [/ math] y [math] \ vec {J} [/ math], que son la densidad de carga y la densidad de corriente. El resto son operadores diferenciales.


¡Bueno! Entonces, ¿qué pasa si establecemos [math] \ rho [/ math] y [math] \ vec {J} [/ math] igual a 0? Entonces no tenemos carga ni corriente, ¡pero eso todavía deja dos términos distintos de cero!

[matemáticas] \ nabla \ veces \ vec {E} = – \ frac {\ partial \ vec {B}} {\ partial t} [/ matemáticas]

[matemáticas] \ nabla \ veces \ vec {B} = \ frac {1} {c ^ 2} \ frac {\ partial \ vec {E}} {\ partial t} [/ math]

Si combina estos dos, obtendrá algo llamado ecuación de onda . Esto puede expresarse en términos del campo eléctrico o magnético.

[matemáticas] c ^ 2 \ nabla ^ 2 \ vec {E} = \ frac {\ partial ^ 2 \ vec {E}} {\ partial t ^ 2} [/ matemática]

[matemáticas] c ^ 2 \ nabla ^ 2 \ vec {B} = \ frac {\ partial ^ 2 \ vec {B}} {\ partial t ^ 2} [/ matemática]

Estas ecuaciones en general son una velocidad de onda al cuadrado por la laplaciana de un vector es la aceleración de un vector. En este caso, la velocidad de la onda es exactamente la velocidad de la luz, [matemática] c [/ matemática], todo el tiempo. Eso solo puede significar una cosa: la luz es una onda electromagnética. Tampoco tiene carga, y los cambios en un campo crean cambios en el otro, lo que le permite propagarse a pesar de que no hay ninguna carga.


¿Dónde encajan los fotones? En el nivel más simple, la mecánica cuántica requiere que todas las ondas también deben ser como partículas, y viceversa. El fotón es simplemente una partícula de luz. Más técnicamente, el fotón es una excitación del campo electromagnético y permite que los objetos sientan la fuerza electromagnética (¡pero eso es electrodinámica cuántica y eso es algo que aún no he podido estudiar!)

“Fotón”, “onda electromagnética” y “luz” son nombres diferentes para el mismo fenómeno, y solo pueden entenderse dentro de un marco teórico adecuado que los defina (teoría de campo cuántico). Cada uno de estos nombres enfatiza diferentes aspectos de la naturaleza de este fenómeno. Es el lenguaje que usan las partículas cargadas para comunicarse entre sí.

Una partícula cargada está hablando.
Las ondas electromagnéticas son sus mensajes.
Los fotones son las palabras en ese mensaje.
La luz es el conjunto de mensajes que el pigmento en nuestro ojo puede entender.

¿Alguna vez ha leído o escuchado que la luz puede ser absorbida o emitida por electrones, y la aniquilación de electrones y positrones (anti-electrones) produce rayos gamma (tipo de fotones)? Esto nos muestra que el electrón es la fuente del campo electromagnético, y también emite fotones, el bosón lleva el efecto de la fuerza electromagnética entre partículas cargadas. pero también estos fotones son cuantos de luz, que son ondas electromagnéticas, es decir, cuantos cuantifican debido a la energía EM. Puedes las relaciones físicas profundas entre los electrones como EM La fuente F y el fotón como bosón EM lleva su efecto de fuerza, y como cuántica de luz y su propiedad similar a las partículas. Piénselo bien y verá que está claro.

Además de algunas de las respuestas perspicaces dadas aquí, es bueno recordar que todas las partículas, ya sean cargadas o no, son, de acuerdo con la relación deBroglie-Einstein-Planck, formas de energía ondulatoria. Que su movimiento se pueda detectar a distancia como ondas o partículas después de un tiempo, es doblemente espeluznante, pero totalmente consistente con su carácter inherente.

Adamya realmente ha dado en el clavo aquí.

Los fotones son partículas neutras y ondas electromagnéticas, los fotones siempre se crean a partir de interacciones con partículas cargadas y que son la fuente de la onda electromagnética.

No se sienta tan mal, los fotones son un asunto complicado incluso para aquellos que los han mirado hacia arriba y hacia abajo durante algunos años.

Lo explicaré de manera muy breve. Cada partícula cargada en movimiento puede producir un fotón, es decir, radiación EM. Alrededor de partículas cargadas estáticas, tiene un campo eléctrico a su alrededor. Cuando obtiene algo de impulso, como el electrón en el alambre, produce un campo magnético perpendicular al eléctrico y se forma el fotón.

Simplemente, no hay nada que sea realmente neutral. Todos los objetos / partículas con carga ‘neutral’ en realidad tienen una mezcla de cargas positivas y negativas en cantidades exuales.

p.ej. Un electrón ejerce un campo electromagnético de -x. Un protón ejerce un campo electromagnético de + x (ya que los electrones y los protones tienen cargas iguales y opuestas).

Si de alguna manera coloca ambas cargas en una sola partícula, ejercerá un campo electromagnético de (+ x -x), no 0

El campo electromagnético efectivo es 0 pero el campo electromagnético real es (xx)

Por lo tanto, una partícula neutra tiene un campo eléctrico y magnético, y un haz de luz puede ser una onda electromagnética. Si se trata de una onda electromagnética o no, en realidad sigue siendo controvertido (como lo son muchas cosas, debido a la naturaleza de la física), pero la teoría relevante es sí.

La luz no se produce debido a los fotones, sino que se compone de fotones.

Los EMW se generan debido a las partículas de carga acelerada. Cuando una partícula cargada experimenta aceleración, emite fotones.

Yo diría que no existe un fotón, un fotón es una construcción humana, un modelo de luz que en realidad no existe. Solo hay luz y, a veces, es conveniente describir una onda de luz como una entidad única y, por lo tanto, el término fotón.

Los campos eléctricos y magnéticos se equilibran entre sí.