¿Los fotones se mueven en un patrón de onda? [duplicar]

Esta respuesta se suma a la respuesta de Sofía, sobre la onda electromagnética clásica, es decir, la luz, y responde al título.

¿Los fotones se mueven en un patrón de onda?

Los fotones construyen la onda electromagnética. Son partículas elementales y, como tales, se rigen por ecuaciones y reglas de la mecánica cuántica. Aplicadas las reglas, existe coherencia entre el comportamiento del fotón individual y el comportamiento del conjunto colectivo, la luz. La luz es una onda electromagnética.

Estas imágenes de wikipedia podrían ayudar:

Las ondas electromagnéticas que componen la radiación electromagnética se pueden imaginar como una onda oscilante transversal autopropagante de campos eléctricos y magnéticos. Este diagrama muestra una onda EMR plana linealmente polarizada que se propaga de izquierda a derecha. El campo eléctrico está en un plano vertical y el campo magnético en un plano horizontal. Los campos eléctricos y magnéticos en las ondas EMR siempre están en fase y en 90 grados entre sí.

Este comportamiento oscilante de los campos es similar a las ondas transversales en una cuerda, aunque no existe un medio que esté oscilando, sino solo los campos.

Esto muestra cómo los fotones, partículas elementales de espín 1 , construyen un haz de luz polarizado (dirección del campo eléctrico de la flecha roja de la onda clásica).

Polarización circular izquierda y derecha, y sus momentos angulares asociados.

No es sencillo.

Hay dos enfoques sobre cómo se mueve la luz, y ambos son correctos. Uno es la óptica geométrica que describe la forma en que la luz pasa a través de lentes o se refleja en espejos, etc. Se refiere a la luz moviéndose según líneas rectas.

Pero hay otra forma de tratar la luz, diría que un enfoque más profundo. La luz es de hecho ondas. ¿ Has oído hablar del principio de Huygens ? Es el corazón del comportamiento ondulatorio. Para entender de lo que hablo te sugiero que mires la figura en Wikipedia, la 3ra figura. Muestra una rendija muy pequeña por donde pasa una onda, puede ser muy bien una onda de luz . Lo que ves en esa figura es de hecho la ilustración del principio de Huygens.

El principio de Huygens dice que desde cada punto de una superficie de fase constante, se desarrolla una pequeña onda esférica que crece y crece todo el tiempo. En cualquier momento la envoltura de todas estas ondas esféricas es una nueva superficie de fase constante, y sobre ella, se desarrollan nuevamente desde cualquier punto pequeñas ondas esféricas cuya envoltura es una nueva superficie de fase constante, y así sucesivamente. Entonces la onda de luz avanza en el espacio.

Probablemente te preguntarás qué es una superficie de fase constante. Bueno, por el momento considera que tienes una fuente de luz que emite un haz de luz paralelo. Una superficie de onda constante será una sección transversal a través de este haz, como ves en las figuras móviles 2 y 3 en el sitio que te recomendé, a la izquierda de la pantalla . Pero, a la derecha de la pantalla, después de la rendija, ¿ves cómo desde cada punto de la rendija se desarrolla una onda esférica? La figura 3 ilustra aproximadamente uno de esos puntos, porque la rendija es pequeña. Pero la figura 2 muestra muchos de esos puntos porque la rendija es ancha. De cada uno de esos puntos se desarrolla una onda esférica, ya cierta distancia de la rendija se puede ver la envoltura, su forma es algo entre una línea y un círculo. ¿Ves cómo se propaga? Hay que tener en cuenta que estas envolventes también son superficies de fase constante y desde cada punto de ellas se desarrolla una onda esférica, y la siguiente envolvente es sólo la envolvente de estas ondas esféricas.

¿No es tan simple? Entonces déjame preguntas y te respondo mañana.