cómo se mueven los fotones con respecto a EM (me gustaría visualizar las magnitudes de onda cuadro por cuadro) [duplicar]

(Soy consciente de que tratar el fotón como una partícula y hablar sobre su posición no es exactamente correcto desde el punto de vista conceptual, pero creo que tiene sentido, al menos desde el punto de vista de un principiante. Suponga que los fotones transportan campos y existen como partículas para el momento, o llámalos de cualquier otra forma si crees que encaja mejor).

Cuando estudio electrodinámica de maxwells, siempre termino viendo la siguiente imagen. Sin embargo, realmente no entiendo qué significado debo darle. Realmente agradecería si puede mencionar brevemente cualquier experimento que mida esta propiedad de campo eléctrico y magnético, en caso de que sea relevante para su respuesta.

ingrese la descripción de la imagen aquí(aquí está la imagen que encuentro)

1- ¿Significa que un solo fotón se mueve y transporta campos de diversa magnitud? Por lo tanto, experimentamos diferentes campos eléctricos y magnéticos dependiendo de en qué posición nos encontremos con el fotón. Entonces, por casualidad, si un objeto puntual está justo en el lugar donde E = B = 0, ¿el fotón puede pasar sin hacer nada? Traté de dibujarlo de la siguiente manera, en caso de que no pueda aclararme con palabras. ingrese la descripción de la imagen aquí(Foto 1)

2- O quiere decir, los fotones viajan en grupos y su secuencia forma una forma sinusoidal. Y todo el grupo va con c, como en el siguiente dibujo torpe (claro que se dibuja discreto pero me refiero a si esta imagen fuera continua): ( ingrese la descripción de la imagen aquíimagen 2)

Creo que todas las notas que encuentro significan la 'imagen 1' que he dibujado. Pero simplemente no me parece bien con mi conocimiento actual, ya que la variación de los campos de un solo fotón significa que el efecto de un fotón en una carga puntual depende de la fase en la que el fotón se encuentra con la carga, aunque se suponía que los fotones tenían una energía constante para emitir. Y también, si observamos la distribución del campo con un rayo de fotones, eso haría que el campo se moviera aún más rápido que c, ya que los fotones transportan su onda con c pero la onda que transportan también parece propagarse a medida que cambia con el tiempo. ¿Me explicaría este mecanismo? ¿Qué prueba tenemos para decir que esto realmente sucedió en lugar de la imagen 2 que dibujé? ¿Por qué descartamos la posibilidad de la imagen 2? (la pregunta no está duplicada específicamente porque esta parte,

Sé que debería estar violando algunos conceptos básicos, pero estoy tratando de aprender mediante preguntas y ya he leído las notas de clase existentes, así que tengan paciencia conmigo. Realmente me muero por darle un sentido a esta electrodinámica, pero simplemente no puedo hacerlo ya que nadie intenta hablar sobre cuál sería la correspondencia de una partícula de la teoría ondulatoria. Realmente agradecería cualquier idea, explicación, corrección o información experimental. Gracias de antemano.

Solo como comentario general, la correspondencia precisa entre la imagen cuántica y la imagen clásica no es tan simple como esperaba. De hecho, es bastante difícil que nunca lo haya visto escrito (eso sí, no soy un tipo de óptica). En particular, un solo fotón no se puede representar en términos de ondas polarizadas linealmente como las que está dibujando aquí, ya que el fotón tiene un componente de espín. ± 1 a lo largo de la dirección de viaje.
El dibujo muestra la oscilación de una onda de radio. Y tienes razón en que un solo fotón no podría tener el campo eléctrico y magnético igual a cero al mismo tiempo. Ver esta publicación .
"Por favor, asuma que los fotones transportan campos y existen como partículas por el momento", ... pedirnos que asumamos algo que no es el caso no es una buena premisa para una pregunta de física. O puede tener el cuatro potencial como un campo cuántico y el fotón como su partícula, o puede tener la imagen clásica de los campos eléctricos y magnéticos. No puedes tener ambos, tienes que decidir si hacer un tratamiento clásico o cuántico de la física.
@ACuriousMind o llámelos de otra manera si cree que encaja mejor. Puede comprender mi pregunta y puede editarla. Solo estoy tratando de darle sentido a la primera imagen que encontré, y no estoy tan preocupado por los significados precisos de los términos como a usted. Por el momento estoy tratando de darle sentido al concepto.
"y no estoy tan preocupado por los significados precisos de los términos como a usted" : debe preocuparse por los significados precisos de los términos, ya que, de lo contrario, la física es solo un montón de palabras mal definidas intercaladas con imágenes y fórmulas sin sentido.
Así que dime qué tiene de sensato la primera imagen que siempre encuentro. Porque lo que estás haciendo no ayuda en absoluto, simplemente no te gusta mi expresión y me pides que elimine la pregunta. Pero todavía no tengo mi respuesta y seguramente no dejaré de preguntar solo porque piensas que no es sensato.
OE1, su primera imagen es una representación de una onda electromagnética polarizada linealmente clásica (ya sea una onda plana o un rayo seleccionado de alguna geometría más complicada), y no hay respuesta en la forma que desea porque no corresponde ningún estado de un fotón a tal ola. La superposición de fotones puede corresponder a tal onda, pero la combinación particular es infinita (para una onda plana) o muy complicada. Con toda seriedad, desea dominar las dos descripciones de la luz por separado antes de intentar desarrollar una comprensión cuantitativa de la correspondencia.
ozgeneral, si todavía está activo, ¿qué piensa hoy sobre los fotones, la radiación EM y las ondas EM?

Respuestas (1)

El problema de los fotones es que no puedes observarlos de vez en cuando. Si mide su estado, los fotones colapsarán a algún estado propio y se volverán clásicos. De hecho, un fotón puede tener muchos estados propios en teoría. Eso es especial en comparación con EM para fotones.