Soy estudiante de bioquímica y biología molecular. Si los fotones pueden ser absorbidos por electrones, ¿no significaría eso que la luz tiene carga? Los electrones solo atraen cargas positivas. ¿no es así?
La respuesta simple es no". La absorción y la atracción son dos cosas diferentes.
La "absorción" más simple de parte de la energía del fotón viene en Compton Scattering : un fotón se dispersa en un electrón y cede parte de su energía, cambiando mientras tanto la longitud de onda.
La dispersión significa que dos trayectorias se encuentran y se produce cinéticamente un intercambio de energía que modifica los cuatro vectores de los dos participantes. No se sintieron atraídos el uno por el otro, sus trayectorias se superpusieron mecánicamente cuánticamente e interactuaron.
La absorción es más complicada porque necesita todo el conjunto de herramientas de ecuaciones mecánicas cuánticas y soluciones de estado ligado.
Los electrones están en estados ligados a las moléculas y átomos, moviéndose en orbitales. Esto sucede porque la atracción de las cargas negativas de los electrones con las cargas positivas de los protones en los núcleos de los átomos mecánicamente cuánticamente está representada por un pozo de potencial cuyas soluciones son los orbitales de los electrones. En la segunda cuantización, la atracción es el intercambio de fotones virtuales entre los electrones y las cargas positivas para crear el potencial efectivo que los une entre sí.
Lo que podrías llamar absorción en un fotón que incide sobre átomos/moléculas es la absorción total del fotón al enviar un electrón a un orbital superior. No es "atraído" por el orbital. Simplemente sucede que la energía del fotón es lo suficientemente exacta, por lo que en lugar de la dispersión de Compton, su energía es absorbida por completo y levanta el electrón.
Alternativamente, el fotón es el portador de la fuerza electromagnética que crea campos atractivos en los sistemas ligados. No lleva carga en sí misma.
La luz no tiene carga. "Carga" es simplemente lo que llamamos la tendencia de algo a afectar y ser afectado por campos electromagnéticos, que son de lo que está hecha la luz.
La razón por la que las cargas positivas y negativas se atraen entre sí es que ambas emiten estos campos. Un electrón crea un campo eléctrico que atrae cosas cargadas positivamente y un protón crea un campo eléctrico que atrae cosas cargadas negativamente. Las cargas en movimiento crean campos magnéticos. Además, un campo eléctrico cambiante crea un campo magnético y viceversa.
Si se acelera una carga, crea una combinación de campos eléctricos y magnéticos cambiantes que se sostienen entre sí, esto se denomina onda electromagnética. La luz, las ondas de radio y los rayos X son solo frecuencias diferentes de estas ondas.
No. Los fotones (de radiación electromagnética) se producen acelerando las cargas eléctricas. Esto significa que un electrón excitado (en un estado de mayor energía) emite energía en forma de radiación electromagnética proporcional a la diferencia entre los dos niveles de energía (orbitales) entre los que se produce la transición de electrón.
Si un electrón tan excitado puede emitir energía como radiación EM y volver a un estado de menor energía, entonces también es posible la simetría de que puede absorber un fotón y llegar a un estado excitado (dependiendo de la energía del fotón). A veces, un fotón energético también puede desprender electrones de las superficies metálicas (efecto fotoeléctrico).
Esto no significa que los fotones deban tener carga. En cambio, interactúan con partículas cargadas y transfieren su energía. En resumen, son solo los portadores de fuerza electromagnética.
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