Experimento de doble rendija y ondas electromagnéticas

En el experimento de la doble rendija puedes ver las ondas electromagnéticas como líneas curvas que atraviesan ambas rendijas e interfieren entre sí.

Pero, ¿no se ven así las ondas electromagnéticas ?

Entonces, tres preguntas

1: ¿Qué representan las líneas curvas en el experimento de la doble rendija, son las ondas EM?, si es así, ¿por qué son así?

2: ¿Por qué se puede pensar en la luz como una onda de agua que se propaga hacia el exterior en todas las direcciones? (como en el experimento de la doble rendija)

3: Escuché que si pusieras un detector en las dos rendijas y vieras por qué rendija pasaron los fotones, los fotones no mostrarían ningún patrón de interferencia, ¿es esto cierto? Si es así, ¿qué lo causa?

Gracias de antemano por las respuestas.

La primera imagen es mala porque los frentes de onda de la derecha no provienen de los centros de las rendijas.
La segunda imagen es una superposición. Los campos no oscilan, giran: physics.stackexchange.com/questions/360638/…

Respuestas (1)

En su primer enlace, las líneas curvas representan frentes de onda: superficies donde la fase de la onda que se propaga es constante. La onda en una rendija tiene la fase de la onda en ese punto que entra en la rendija. Aguas abajo, la fase depende de la distancia recorrida desde la rendija, por lo que las superficies de fase constante son esféricas. El diagrama en el enlace muestra un corte a través de los frentes de onda esféricos, de ahí los arcos circulares.

En su segundo enlace, la imagen ilustra la relación entre el campo eléctrico y el campo magnético en un punto en el campo de una onda EM que se propaga. "Fase" correspondería a la posición a lo largo del eje, que es un eje de tiempo.

Casi cualquier tipo de onda es análoga a las ondas de luz. Usamos ondas de agua como analogía porque todo el mundo está familiarizado con las ondas de agua.

Una buena explicación de qué causa la desaparición del patrón de interferencia cuando se hace algo para detectar por qué rendija pasa un fotón requiere una discusión de la mecánica cuántica. Sin embargo, podría pensarlo de esta manera: si sabe por qué rendija pasó el fotón, entonces no podría haber pasado por ambas rendijas. Un patrón de interferencia solo puede formarse si el fotón atraviesa ambas rendijas.

Se debe tener cuidado al comparar la luz con las ondas de agua. Un destello de luz se expande dejando una completa oscuridad en el centro. En otras palabras, la luz no se refleja desde el espacio vacío. Las ondas de agua se comportan de manera opuesta.
Una gran diferencia entre las ondas de luz y las ondas de agua es que la velocidad de una onda de agua es mayor si la longitud de onda es más larga. Eso no es cierto para las ondas de luz que se mueven en el vacío.
Correcto, pero lo que quiero decir es que la onda de retorno (un reflejo del medio, incluido el vacío) se cancela solo en un número impar de dimensiones espaciales. Su linterna en un universo 2D o 4D lo cegaría por el rayo de luz que se refleja desde el espacio vacío hacia usted. Deja caer una piedra en un lago (2D). La onda sale en un círculo, pero el medio (superficie) en el centro no queda completamente intacto como en 3D con luz o sonido.
No he leído que las ondas de agua se reflejan en el agua no perturbada y regresan a su fuente. ¿Puede proporcionar un enlace a una referencia?
He visto el "efecto de la joya de la corona" y cosas similares en las que una gota de agua que cae en aguas tranquilas aparentemente puede volver a formarse y dispararse hacia arriba. Este comportamiento se debe a las no linealidades en la dinámica del agua. Siempre que las perturbaciones sean pequeñas, las ondas de agua se comportan de forma "razonable".
No se trata de agua específicamente. Cualquier onda de retorno no se cancela por completo en un número par de dimensiones. Aquí hay una explicación de Kevin Brown: mathpages.com/home/kmath242/kmath242.htm - Y aquí está el enlace Wiki: en.wikipedia.org/wiki/… - Supongo que aquí, pero según lo anterior, si deja caer una piedra en un canal estrecho y recto con agua, la ola debe moverse en ambos sentidos y dejar el centro intacto (a diferencia de una superficie de agua 2D).
Gracias. Las ondas de agua tienen una dimensión de dos más 1, mientras que la luz tiene una dimensión de 3 más 1. Ahora me tienes curioso. Nunca he notado que la luz se comporte de forma extraña en una guía de ondas 2D. Y me pregunto si las resonancias de plasmones superficiales se comportan de manera extraña, ya que son muy bidimensionales.