El fotón ES la onda. No es una entidad separada.
Parece que estás tratando de pensar de manera clásica y cuántica al mismo tiempo. Clásicamente, el campo electromagnético oscila en el sentido de que el vector de campo en un punto cambia de magnitud y dirección hacia arriba y hacia abajo. Combinado con oscilaciones similares en vectores de campo vecinos, el movimiento colectivo es una onda. Me gusta esto:
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Observe que cada vector individual simplemente va y viene en su lugar. La onda es la envoltura de todos los vectores colectivamente. El rojo es un campo eléctrico, el azul es magnético.
La imagen cuántica elemental de un fotón visualiza la envoltura de onda que ves aquí dentro de otra envoltura que hace que esté semi-localizada. Aquí hay un par de ejemplos, de diferentes longitudes de onda.
Hay una buena animación de Java sobre cómo se mueven estas cosas aquí:
Simulador de paquetes de onda
Piense en esto como si mostrara la amplitud de los vectores de campo eléctrico en alguna región del espacio (el campo magnético se suprime pero hace lo mismo).
El simulador de paquetes de ondas es especialmente útil para abordar su pregunta. Observe que el movimiento hacia arriba y hacia abajo de la onda es independiente del movimiento horizontal de todo el paquete. Si eso no es obvio en la simulación “enlatada”, puedes jugar con los parámetros de la simulación aquí:
Simulador de paquetes de onda
y hacerlo más evidente. También puede ver la difusión de los paquetes de onda debido a la incertidumbre. Prueba 5, 1, 100 como punto de partida. No importa lo que intente, debería ver que la propagación del paquete es siempre la misma, pero la oscilación de la onda puede ser muy diferente.
Por supuesto, esta imagen sigue siendo un poco incorrecta. Los fotones son realmente un estado excitado del campo electromagnético cuántico. La noción de ellos como paquetes de ondas es una aproximación semiclásica.
