Ondas de radio y frecuencia de fotones.

¿Cómo las ondas de radio crean la corriente en la antena en términos de fotones? Si se trata de dispersión Compton, ¿por qué no cambia la frecuencia de los fotones?

Hmm... ¿tienes alguna preparación en la teoría cuántica de campos? ¿La frase "dispersión coherente" significa algo para usted? Sería útil para cualquiera que intente preparar una respuesta saber de dónde viene.

Respuestas (4)

Una explicación elemental, a nivel de secundaria:

El haz de fotones de ondas de radio son coherentes, como dijo Vladimir. Coherente significa que el campo eléctrico y magnético de cada fotón individual tiene una fase fija con todos los demás.

Cuando la onda llega a una antena, algunos de los fotones son absorbidos, empujando a los electrones a un nivel de energía ligeramente superior (energía h*nu) en la banda de conducción. Por lo tanto, no es la dispersión sino la absorción lo que genera la corriente con la frecuencia del haz entrante.

Es coherencia que, a medida que el fotón es absorbido, empuja o repele los electrones al mismo tiempo, de modo que se acumula una corriente que tiene la frecuencia del haz incidente.

Supongamos que una antena lineal dirigida a lo largo de z, los fotones (ondas EM) se propagan a lo largo de x. El momento de los fotones tiene solo componente x. ¿Por qué los electrones tienen un momento de componente z?
Pensé que los fotones eran eléctricamente neutros. ¿Cómo pueden tener un campo eléctrico? Además, cuando los fotones son absorbidos, ¿qué decide en qué dirección fluirá la corriente?
Los fotones son neutros pero en masa, si son coherentes (en el paso) acumulan ondas electromagnéticas que tienen campos eléctricos y magnéticos. La forma en que ocurre la acumulación se ilustra aquí motls.blogspot.com/2011/11/… . En un sentido de movimiento de la mano, los potenciales que ingresan a las ecuaciones de Maxwell ingresan a las ecuaciones de los fotones, por lo que tienen los rudimentos para la acumulación.

No, no es una dispersión de Compton: los electrones en la antena no son realmente libres.

Una onda de radio es un flujo de fotones coherentes, actúan juntos, no uno por uno.

Cualquier EMW hace que las cargas se muevan, pero las cargas unidas pueden realizar un trabajo, por lo que la onda incidente puede absorberse parcialmente.

Además, una dispersión Compton de baja frecuencia es bastante similar a la dispersión EMW clásica. Entonces, la parte "dispersa" de la onda resultante es casi de la misma frecuencia.

Podemos considerar el electrón libre (carga de la sonda en reposo en el espacio libre). Los fotones que se propagan a lo largo del eje x no empujarán la carga perpendicular al eje x. Sin embargo, las ondas EM que se propagan a lo largo del eje x provocarán oscilaciones de carga principalmente perpendiculares a x. ¿Qué descripción es correcta?
Sí, el fotón empujará una carga de sonda perpendicular al eje x.
Gracias por las respuestas. ¿Por qué el fotón no da impulso para cargar a lo largo del eje x?
Dar la cantidad de movimiento a lo largo del eje x es bastante difícil. Solo es posible en colisiones frontales. Considere una colisión de dos bolas de billar. Se dispersan a un lado en la mayoría de los casos debido a que la colisión no es frontal. ¿Por qué la colisión con un fotón debería ser siempre frontal? Normalmente no es frontal, por lo que hay un movimiento perpendicular a x del fotón disperso y el electrón objetivo.
cerca de la perpendicular al movimiento x del electrón objetivo significa que el momento del fotón disperso permanece cerca de x. En tales casos, una parte muy pequeña de la energía fotónica se transforma en electrom. Parece que la situación no es cierta para las antenas.
Otro problema:
Otro problema: se coloca un conductor lineal cerca de la antena lineal. Si la distancia entre ellos es la mitad de la longitud de onda, la corriente en la antena aumenta, si es 1/4 de longitud de onda, la corriente disminuye. Sin embargo, la dispersión Compton del fotón por el electrón no depende de la presencia de otro electrón. ¿Significa que la dispersión de Compton no puede describir eventos EM clásicos?
El campo cercano no se describe con fotones. Contiene campos reactivos también. Solo las ondas distantes que se propagan son conjuntos de fotones.
lo siento por el retraso. Cerca del movimiento perpendicular a x del electrón objetivo significa que el momento del fotón disperso permanece cerca de x. En tales casos, una parte muy pequeña de la energía fotónica se transforma en electrom. Parece que la situación no es cierta para las antenas. Así, cuant. electrodinámica no es capaz de explicar el movimiento perpendicular a x del electrón en una onda plana que se propaga a lo largo de x. Por otro lado la electrodinámica clásica. no puede describir el movimiento de electrones a lo largo de x, que es descrito por fotones.
En las antenas, los electrones no son realmente libres de elegir la dirección del movimiento. Pueden moverse solo a lo largo del cable.
su explicación implica que cuanto más disminuya la antena desde la dirección perpendicular, mayor será la corriente, sin embargo, en realidad, la corriente más grande es para la antena perpendicular.
Si la dirección de propagación es a lo largo de X, el campo eléctrico es perpendicular a esta dirección (está en el plano (Y,Z)). Entonces, una antena perpendicular es la mejor para inducir una corriente lineal en ella.

El haz de ondas de radio con fotones coherentes solo puede ser producido por MASER. Sin eso, los fotones no tienen fases correlacionadas, por ejemplo, la famosa línea de hidrógeno de 21 cm en radioastronomía no está formada por fotones coherentes. Para las ondas de radio, producidas por los transmisores habituales, la situación es incluso "peor": aquí apenas hay para sugerir una justificación estricta para encontrar fotones con frecuencia relacionada con la frecuencia del transmisor. No tengo cálculos exactos, pero para entender la razón del problema es suficiente recordar que el radiotransmisor puede emitir ondas de diferentes formas y simplemente descritas por la física clásica, pero el fotón se emite debido a la transición cuántica entre algunos niveles de energía. y es un proceso muy diferente. Después de todo, el fotón por definición se describe a través de una función dependiente del tiempo como mi X pag ( − i ω t ) y es posible que no emitamos fotones "triangulares" en lugar de uno "sinusoidal" usando un transmisor con corriente eléctrica con una dependencia del tiempo complicada.

La corriente está moviendo electrones. Un fotón con una frecuencia cederá su energía a los electrones de la antena. Los electrones energizados luego viajan a través del cable hacia la radio a la misma frecuencia que los fotones darán su energía. Cuando el campo de fotones, o más bien el campo electromagnético, oscila de positivo+ a negativo-, como en la CA utilizada para producir el campo, la corriente en la antena receptora también producirá corriente, o electrones en movimiento de forma oscilante, de + a - según la frecuencia.

La "entrega" de energía de fotones a electrones se debe al efecto fotoeléctrico de Einstein.

" Cuando el campo de fotones, o más bien el campo electromagnético... " OP pregunta cómo explicar el fenómeno usando fotones en lugar del campo electromagnético . Por lo tanto, esto realmente no aborda la pregunta.
Ondas de radio y frecuencia de fotones.
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