Sé que hay muchas preguntas que son similares (¿tal vez idénticas?). No soy físico ni estudiante; solo estoy interesado en la física y he estado viendo muchos canales de física en YouTube recientemente en mi tiempo libre.
Aquí hay una pregunta (casi) idéntica: ¿Por qué ‘ t las ondas electromagnéticas no requieren un medio?
Aquí hay una respuesta a esta pregunta:
Bueno, yo diría que el campo electromagnético es el medio.
No «No entiendo esto – ¿Cómo puede algo ser el medio para sí mismo?
Las respuestas a estas preguntas no creo que aborden los puntos específicos de confusión que estoy teniendo – así que voy a intentar preguntar al pregunta un poco diferente
¿Cómo puede la luz (o radiación electromagnética) viajar a través del vacío cuando no hay nada allí que actúe como medio, y hacerlo para siempre en todas direcciones? Por ejemplo, la luz procedente de una estrella a millones de años luz de distancia.
Con agua, por ejemplo, me resulta fácil ver cómo una onda puede dispersarse sobre la superficie en todas direcciones y viajar tanto tiempo ya que la energía en la onda no se disipa. Las moléculas en el agua actúan como el medio, y están oscilando y empujando a todas las moléculas vecinas causando un efecto dominó hacia afuera.
Pero, ¿qué está haciendo la luz?
Un pensamiento que tuve es, si la luz está hecha de algo, entonces simplemente se mueve hacia afuera desde el punto de origen en cualquier dirección en la que se haya dirigido la luz.
Lo que me lleva a los fotones … .
Aquí está el primer párrafo de Wikipedia: http://en.wikipedia.org/wiki/Photon
Un fotón es una partícula elemental, el cuanto de luz y todas las demás formas de radiación electromagnética, y el portador de fuerza de la fuerza electromagnética, incluso cuando está estática a través de fotones virtuales. Los efectos de esta fuerza son fáciles Iy observable tanto a nivel microscópico como macroscópico, porque el fotón no tiene masa en reposo; esto permite interacciones a largas distancias. Como todas las partículas elementales, los fotones actualmente se explican mejor mediante la mecánica cuántica y exhiben dualidad onda-partícula, exhibiendo propiedades tanto de ondas como de partículas. Por ejemplo, un solo fotón puede ser refractado por una lente o exhibir una interferencia de onda consigo mismo, pero también actuar como una partícula dando un resultado definido cuando se mide su posición.
Entonces … tal vez los fotones forman la luz, y simplemente se disparan a través del espacio como una onda, pero en realidad no es una onda física (como una onda de sonido o de agua), «¿Simplemente» actúas como uno «?
Aquí hay un video de minutephysics: https://www.youtube.com/watch?v=Q_h4IoPJXZw
El video habla sobre la dualidad partícula-onda de un electrón. Entonces, un solo electrón puede actuar como una onda, pero cuando golpea algo, golpea solo un lugar. ¿Es lo mismo para los fotones?
Experimento mental : En el vacío del espacio hay un enorme esfera hueca de 1 año luz de radio. El interior es solo vacío, y en el centro exacto se emite un destello de luz en todas direcciones desde una fuente puntual. Un año más tarde, la luz incide en la esfera en todos los lugares a la vez.
¡Eso es 12,6 (o 4 veces pi) años luz al cuadrado de superficie para cubrir! ¿Cómo puede haber suficientes fotones para impactar en cada punto? ¿Dentro del área de superficie de esta enorme esfera? Entiendo que muy poca luz llegaría tan lejos, pero incluso si no es cero, al menos algo de luz está llegando.
O tal vez esto depende de cuán grande sea el ¿Fue flash? ¿Quizás no golpea todos los puntos?
Si la luz realmente está hecha de fotones y actúa como una onda, pero cada fotón golpea solo un lugar, entonces me parece que debe haber una cantidad infinita de fotones en ese destello de luz para golpear tantos lugares dentro de la esfera.
Pero eso debe ser imposible, por lo que debe haber un error en mi razonamiento.
Comentarios
- » ¿Actuar como una ola «? Bueno, si parece un pato y nada como un pato y grazna como un pato, entonces …
Respuesta
Bueno, yo diría que el campo electromagnético es el medio.
No entiendo esto – ¿Cómo puede algo ser el medio por sí mismo?
La luz no es solo una campo electromagnetico. La luz (es decir, fotones) es una onda, una perturbación o perturbación, en un campo electromagnético. Al igual que ocurre con la gravedad, los campos aparentemente impregnan el espacio. Incluso las partículas masivas (p. Ej.quarks o electrones) pueden describirse (o verse) como ondas en campos subyacentes.
Entonces … tal vez los fotones componen la luz, y son solo disparando a través del espacio como una onda, pero en realidad no es «una onda física (como un sonido o una onda de agua), es simplemente » actuando como una «?
Lo que llama una «onda física» es una propiedad emergente de un medio subyacente (por ejemplo, aire, agua). En su mayor parte, una onda emergente de este tipo es básicamente lo mismo que una onda en un campo. Las «ondas físicas» a menudo se denominan « cuasipartículas «, porque de esta similitud. Lo que pensamos como «partículas» (por ejemplo, electrones) no «simplemente» se comportan como ondas «, ellas también son ondas, de ahí la « dualidad onda-partícula «.
Comentarios
- Entonces, en mi experiencia de pensamiento t, ¿los fotones golpean todos los puntos de la esfera? Si es así, ¿cómo puede haber tantos fotones? ¿Son los fotones como una partícula en el sentido de que cuando » golpea » la esfera hará contacto en un solo lugar?
- Dijiste que la luz es una perturbación » en un campo electromagnético » – así que en el vacío del espacio ya hay un campo electromagnético antes de que la luz lo atraviese?
- @codefactor Un campo está básicamente definido como algo que existe en cada punto en el espacio y el tiempo, puedes encontrarlo en Wikipedia .
- @MarkMitchison Gracias por ese enlace de Wikipedia, por lo que el campo está en todas partes y la luz es una onda en la que el campo es el medio. Pensé que la luz ERA el campo, por lo que ‘ no tenía sentido que fuera el medio para sí mismo. Pero parece que la luz es solo la onda en este campo ya existente.
- Ok, esto trae otra cosa: si la luz es una onda en » un campo electromagnético » eso implica que puede haber más de un campo … ¿es así? ¿O es una onda en » el campo electromagnético » … i ‘ m confundiéndome.
Responder
¿Cómo se puede iluminar ( o radiación electromagnética) viajan a través de un vacío cuando no hay nada allí para actuar como medio, y lo hacen para siempre en todas direcciones? Por ejemplo, la luz procedente de una estrella a millones de años luz de distancia.
Se observa que la luz viaja a una velocidad v = c, de acuerdo con segundo postulado de la relatividad especial . Pero de acuerdo con los principios de la relatividad especial, la luz no viaja, y por eso no se necesita ningún medio:
La línea del mundo de la luz es similar a la luz, y los intervalos espaciotemporales similares a la luz son cero (vacíos). Eso significa que el impulso que se transmite por interacción electromagnética desde el evento de emisión hasta el evento de absorción debe cruzar un intervalo cero, ambos eventos son adyacentes en el espacio-tiempo. Pero cruzar un intervalo cero obviamente no es un viaje.
Sin embargo, los intervalos de espacio-tiempo no se pueden observar. Lo que observamos en el diagrama de espacio-tiempo de nuestro observador son fotones que viajan a lo largo del cono de luz. Un intervalo de espacio-tiempo cero puede corresponder en nuestro diagrama a una distancia de miles de millones de años luz, y esta línea de mundo viajada es un mero producto de nuestra observación está «lleno» de ondas electromagnéticas. Las ondas electromagnéticas son los testigos observables del intervalo espacio-tiempo nulo invisible.