¿Cómo se forma la onda electromagnética sin medio? [duplicar]

Hay partículas en un medio. Cuando estas partículas oscilan con el movimiento SHM, se forma un flujo. Eso se llama onda.

Pero cuando no hay medio, no hay oscilación. Eso significa que no hay flujo. ¡Finalmente no hay ola!

Pero la onda electromagnética se forma sin ningún medio. ¿Como es posible?

Una vez más, muchos dijeron: "Las ondas EM son la oscilación del campo EM". La oscilación de partículas significa que "las partículas suben y bajan continuamente". Entonces, ¿qué significa "oscilación del campo EM"?

Hay un medio, se llama campo electromagnético. Sin embargo, las propiedades de este medio son muy diferentes a las de los materiales a granel. Por ejemplo, sus propiedades de transformación bajo impulsos a diferentes marcos de referencia son bastante diferentes.
El campo no es un medio.
Esta es exactamente la misma pregunta que hizo el famoso físico holandés Christiaan Huygens en el siglo XVII. Todavía no hay respuesta o debería ser que no hay medio.
La oscilación de un campo significa que el campo en un punto está cambiando su valor (oscilando), como las temperaturas en algún punto, que oscilan del día a la noche. Bueno, lo mismo, pero no 1 número, sino 3 números (vector). Sus valores oscilan con el tiempo y se propagan.
¿Para qué oscila el campo eléctrico?

Respuestas (1)

Las ondas clásicas como el sonido necesitan un medio para viajar, tienes razón.

En los primeros tiempos, se pensaba que la electricidad y el magnetismo estaban separados, y se unieron en las ecuaciones de Maxwell, y describían la onda EM clásica y su propagación.

Mientras buscábamos una manera de describir el nivel micro (QM), tuvimos que usar la electrodinámica cuántica.

Ahora, en el caso de QM y QFT, estamos hablando de campos cuánticos. Las partículas, como los fotones, que componen esa onda (que llamamos onda EM clásica) son excitación de los campos QFT. Estos campos existen en todas partes del universo.

La forma en que se propagan los fotones es cómo describimos cómo se propagan estas excitaciones de los campos QFT en el vacío.

Los campos QFT y su excitación, los fotones, son descripciones matemáticas y son la mejor manera de describirlos a nivel cuántico.

Los dos niveles, el nivel clásico y el nivel QM se unen perfectamente, el clásico surge de la mecánica cuántica.

Las ecuaciones de Maxwell eran ecuaciones diferenciales y dieron solución a la ecuación de onda. Se pensaba que el campo E genera un campo M y viceversa, pero incluso en ese momento, lo estaban explicando con algo de éter, como medio.

Las olas están en fase entre sí, por lo que no es casual. La causa es la fuente y una vez que la onda EM sale de la fuente, las fases de las ondas E y M están correlacionadas y no cambian.

Después del experimento de Michelson Morley, se probó experimentalmente que las ondas EM no necesitan un medio para propagarse.

Está preguntando por qué las ondas EM no requieren un medio y las otras sí. No existe una forma fácil e intuitiva de pensar en las ondas EM que se propagan en un medio. Su propagación está descrita por una teoría matemática.

Si realmente quisiera pensar clásicamente en la onda EM y cómo se propaga sin el medio, podría pensar en los campos QFT como algún tipo de medio, porque la onda EM clásica emerge de las partículas de fotones QM, que son la excitación de esos campos QFT.

La diferencia es que el éter original no era invariante de Lorentz, pero los campos QFT, vacua, son invariantes de Lorentz.

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