Los fotones no tienen un tamaño definido hasta que se miden. Esta es una rareza mecánica cuántica común que no tiene paralelo en nuestro mundo más intuitivo y clásico. “Un fotón tiene un tamaño cero” significa que si colocamos una serie de detectores cada vez más pequeños para detectar un solo fotón, solo un “detector” hará “clic” para indicar un golpe, lo que nos lleva a la conclusión de que un fotón es más pequeño que cualquier detector. He hecho hasta ahora. Hasta que se detecte, es posible demostrar que una sola onda de fotones puede extenderse más del tamaño de una galaxia. Nuestra interpretación actual de un espejo que refleja un fotón es que las características de onda del fotón dominan un reflejo del espejo y siempre que el espejo se vea liso en la escala de longitud de onda del fotón, se producirá un reflejo. Para los fotones cuya longitud de onda es aproximadamente del tamaño de un átomo (rayos gamma), no hay reflejo, es más bien dispersante, pero incluso aquí la naturaleza de la onda es más útil para el análisis que la partícula, aunque puede elegir cualquier forma de realizar su cuántica. -análisis compatible con la mecánica y predecir los mismos resultados.
¿Cómo reflejan la luz los espejos si los fotones son más pequeños que los átomos?
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Cada espejo está respaldado por una capa de metal. El metal conduce electricidad. Eso significa que si se aplica un campo eléctrico al metal, fluirá corriente eléctrica. La corriente eléctrica inducirá un campo magnético en el material aislante (por ejemplo, vidrio, aire, vacío, etc.) fuera del espejo. El campo magnético inducirá un campo eléctrico en la dirección opuesta al campo eléctrico original. Y así sucesivamente.
La luz es un tipo de onda electromagnética. Una onda electromagnética se caracteriza por un campo eléctrico, que induce un campo magnético, que induce un campo eléctrico, y así sucesivamente. Esta serie en cascada de campos electromagnéticos forma la onda electromagnética.
Imagine un rayo de luz incidente en el espejo. Cuando la luz incide en una superficie metálica, introduce un campo eléctrico en el metal. La corriente eléctrica en el metal induce un campo magnético en el aislador en el metal. El campo magnético induce otro campo eléctrico en el aislante que inicialmente es opuesto en dirección al campo eléctrico original. Este campo eléctrico induce un campo magnético. Y así sucesivamente.
La serie en cascada de campos electromagnéticos es la luz reflejada. Entonces, el haz de luz incidente induce el haz de luz reflejado a través de la conductividad eléctrica del respaldo del espejo.
La conductividad eléctrica de un metal hace que el metal refleje la luz. Esto es lo que se llama una explicación mecánica clásica de la reflexión del espejo. Una explicación de la mecánica cuántica implicaría partículas de luz llamadas fotones.
Dejaré que otras personas lo expliquen en términos de fotones. ¡Me gusta más la explicación clásica! -)
La refracción, la reflexión y la dispersión implican la absorción del impulso de la luz, por cargas. En el caso de un reflector, el impulso de la luz generalmente es absorbido por electrones libres en una matriz metálica.
No importa si los fotones tienen un tamaño de punto y los electrones tienen un tamaño de punto, cuando la carga del electrón llena todo el espacio y su masa es tan pequeña.
¿Cómo reflejan las paredes las bolas hinchables si las bolas son más pequeñas que los ladrillos?
Sin embargo, a efectos prácticos, los fotones visibles no son más pequeños que los átomos. Entonces, una analogía más precisa podría ser “¿cómo reflejan las paredes las pelotas de playa si las pelotas de playa son más grandes que los ladrillos?”
Eso se aborda en las respuestas a esta pregunta: ¿cómo se refleja la luz en términos de un fotón que golpea un átomo?
La superficie de los espejos está recubierta con material cuyos átomos absorben, no pueden retener el KE de los fotones y, por lo tanto, deben volver a emitir esos u otros fotones con fidelidad, es decir, sin (mucho) cambio en la energía cinética. Algunos de los fotones penetran demasiado en la estructura del material y se absorben por completo sin una reemisión marginal de fotones o electrones. Eso causa el calentamiento (aumento de la vibración) de los átomos y el material en general.
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