Interacción de electrones con el campo vs. onda

Al principio, me refiero solo al punto de vista clásico y no a la teoría cuántica de campos (desarrollada para las interacciones del átomo interno), para la cual espero ver la respuesta de otras personas.

A menudo escuchamos que la onda electromagnética "consiste" en fotones reales mientras que el campo electromagnético "consiste" en fotones virtuales.

¿Qué es un campo EM? Un campo es algo que ejerce una fuerza. Un campo EM no ejerce ninguna fuerza. Lo que tenemos son campos eléctricos y campos magnéticos. Los campos eléctricos ejercen fuerza entre partículas cargadas y los campos magnéticos ejercen fuerza sobre los momentos dipolares magnéticos de las partículas subatómicas. Sobre el tercer caso, la fuerza de Lorentz y los procesos de sobreinducción, consulte la siguiente descripción de la fuerza de Lorentz a continuación.

¿Qué es una onda EM? Cada fotón es una partícula con un componente de campo eléctrico oscilante y magnético oscilante. Si las fuentes, en su mayoría electrones, se aceleran sincrónicamente, los fotones emitidos también están en fase y la onda de radio resultante es realmente una onda con componentes de campo oscilantes. A la emisión de fotones de una fuente térmica difícilmente se le puede llamar onda, tampoco se podrá medir directamente una característica de onda de una fuente térmica.

Dado que la idea de líneas de campo es el único modelo para campos eléctricos y magnéticos y la estructura interna de estos campos (líneas de campo) no está desarrollada, la única posibilidad de cómo se puede explicar la interacción en estos campos son los fotones virtuales. Aunque, durante el acercamiento de un electrón al núcleo se realizan fotones reales y se involucran fotones reales para excitar electrones del núcleo.

Cuando vemos la trayectoria de un electrón desviado en el campo magnético, podemos (con el entendimiento mencionado anteriormente) hipotéticamente describir esta interacción como el electrón absorbiendo y/o emitiendo fotones virtuales (interactuando con el campo creado por otras cargas).

Déjame entrar en detalles. Un electrón en movimiento, no paralelo a un campo magnético externo, se alinea con su momento dipolar magnético al campo externo, por lo que se desvía, es decir, una aceleración, emite un fotón real (ver Radiación de sincrotrón, por esto se desalinea y así sucesivamente hasta que el electrón agota su energía cinética y se detiene en el centro de la espiral de su trayectoria.Este fenómeno se denomina fuerza de Lorentz.

También escuchamos a menudo que la onda electromagnética involucra campos eléctricos y magnéticos alternos. Si un electrón cruza la onda (que podría ser de baja frecuencia), parece que el electrón también sería desviado.

Si un electrón está bajo la influencia de la radiación EM, algunos de los fotones de esta radiación interactuarían con el electrón. Simplemente el electrón absorbe el fotón y el electrón gana energía. O no pasa nada porque los fotones son partículas indivisibles desde su emisión hasta su absorción. (No podrá cambiar la longitud de onda de ninguna radiación EM sin procesos de absorción y reemisión). Entonces, en general, estoy de acuerdo con su declaración a continuación:

Parece que el único proceso más probable es la dispersión de Compton que es dramáticamente diferente de un electrón simplemente desviado en el campo magnético o eléctrico sin fotones reales para dispersar.

La siguiente de sus declaraciones tendrá las respuestas anteriores, si está dispuesto a cambiar el nombre de "campo EM" y "onda EM" por "radiación EM". He cambiado las expresiones de la siguiente manera:

¿Es realmente cierto que la radiación EM es de naturaleza diferente del campo estático producido por las cargas locales? Por ejemplo, ¿el electrón en movimiento se desvía de manera diferente en el campo magnético estático en comparación con una onda de radio de frecuencia suficientemente baja ?

Sí. Así funciona el receptor de una antena.

¿Es cierto que la desviación en el campo magnético estático no produce fotones dispersos...

No. Vea la radiación de sincrotrón, los fotones no se dispersan, sino que simplemente se emiten desde el electrón que se agota.

... mientras que la desviación en el campo similar de una onda de radio de baja frecuencia da como resultado un montón de fotones dispersos?

La absorción de los fotones de la radiación EM va acompañada de la reemisión de fotones de diferentes longitudes de onda. La onda de radio se amortigua.