Dualidad fotones-onda/partícula

La respuesta de Anna v es completamente correcta, pero una explicación simple para el problema de la película delgada es que los rayos son en realidad ondas que tienen ancho, por lo que se superponen.

Entonces sí, el rayo representa una especie de onda "centrada" alrededor de ese vector. Dentro de una pequeña región del espacio, puede aproximarse a una onda más realista que se propaga solo en la dirección hacia adelante, exactamente como un rayo.

Se dice que los dos rayos resultantes interfieren constructivamente, lo que me confunde. Los dos rayos son claramente paralelos, pero no coincidentes, entonces, ¿cómo interfieren los dos?

En realidad, está confundiendo tres representaciones físicas diferentes del comportamiento de la luz, cada marco es autoconsistente y pasa sin problemas al otro en la región de validez.

Existe el marco clásico de ondas electromagnéticas, donde la luz es una onda electromagnética cuya amplitud cambia los campos eléctricos y magnéticos a medida que avanza el frente de onda.

Los rayos son una representación geométrica de la forma en que el frente de onda clásico avanza y transmite su energía y son útiles para la construcción de diseños ópticos.

Los fotones son las partículas elementales que construyen las ondas electromagnéticas observadas macroscópicamente. Como partículas discretas, se describen por su contenido de energía dado por la frecuencia E=h*nu, donde la frecuencia nu es también la frecuencia de onda clásica de los campos eléctricos y magnéticos cambiantes.

Creo que mi problema es que imagino que la luz es un solo rayo, con un campo magnético oscilante lineal. ¿Cuál es la forma correcta de abordar estos rayos? ¿Son fotones?

Los rayos son una representación geométrica del frente de onda, la dirección de propagación de la energía. No son fotones, ni los siguientes

¿O son pequeños ejemplos de un frente de onda?

Muestran la dirección del frente de onda.

Escuché el Principio de Huygens, pero en este caso presentamos rayos simples al final, así que me indujo a creer que realmente SON rayos, en cuyo caso serían fotones, y el problema de la interferencia sería el resultado de la dualidad onda-partícula.

Aunque el patrón de interferencia se mezcla suavemente desde el marco de los fotones individuales hasta el marco de las ondas electromagnéticas clásicas, los rayos NO son fotones. La onda está compuesta de trillones de fotones y rayos que muestran la progresión geométrica de la onda.

El único otro pensamiento que he tenido con respecto a la interferencia es que, a diferencia de ver los rayos como rayos unidimensionales, podrían ser algún tipo de representación de una onda 'centrada' alrededor de ese vector, pero eso no es así. tener sentido tampoco.

Los rayos no pueden decirle nada acerca de la interferencia, porque la interferencia necesita una ecuación de onda y los rayos no son soluciones de una ecuación de onda. Son una representación geométrica de la propagación de la energía del frente de onda que se compone de trillones de fotones.

Cuando la luz golpea una superficie, millones de fotones la golpean. Por lo tanto, la representación clásica de las ondas electromagnéticas es la forma inteligente de estudiar la interferencia de fotones en el laboratorio.

Si uno está interesado en la dualidad fotón partícula/onda, tiene que mirar un solo fotón en ese momento. En el experimento de dos rendijas, los fotones individuales acumulan el mismo patrón de interferencia a lo largo del tiempo (un segundo video) . A este nivel microscópico, es una función de probabilidad mecánica cuántica la que describe el patrón de interferencia de las partículas elementales llamadas fotones. Se combina con la descripción de onda clásica de las ondas electromagnéticas. Uno puede ver un patrón de interferencia similar construido por electrones individuales a la vez.