Durante los últimos cien años, la ciencia ha hecho grandes avances en el estudio de la estructura de nuestro mundo tanto a nivel microscópico como macroscópico. Los asombrosos descubrimientos que nos traen las teorías de la relatividad especial y general, la mecánica cuántica, todavía excitan la mente del público. Sin embargo, cualquier persona educada necesita comprender al menos los fundamentos de los logros científicos modernos. Uno de los puntos más impresionantes e importantes es la dualidad onda-partícula. Este es un descubrimiento paradójico, cuya comprensión está más allá del control de la percepción cotidiana intuitiva.
Corpúsculos y ondas
El dualismo se descubrió por primera vez en el estudio de la luz, que se comportaba de manera completamente diferente según las condiciones. Por un lado, resultó que la luz es una onda electromagnética óptica. Por otro lado, existe una partícula discreta (acción química de la luz). Inicialmente, los estudiosos creían que los dos puntos de vista eran mutuamente excluyentes. Sin embargo, numerosos experimentos han demostrado que este no es el caso. Gradualmente, la realidad de un concepto como el dualismo onda-partícula se convirtió en algo común. Este concepto proporciona una base para estudiar el comportamiento de objetos cuánticos complejos, que no son ondas ni partículas, sino que solo adquieren las propiedades del segundo o del primero, dependiendo de determinadas condiciones.
Experimente con dos rendijas
La difracción de fotones es una clara demostración de dualismo. El detector de partículas cargadas es una placa fotográfica o una pantalla luminiscente. Cada fotón individual se marcó con una iluminación o un destello puntual. La combinación de tales marcas dio un patrón de interferencia: la alternancia de franjas sobreexpuestas débil y fuertemente, que es una característica de la difracción de ondas. Esto se explica por un concepto como el dualismo onda-partícula. El famoso físico y premio Nobel Richard Feynman dijo que la materia se comporta a pequeña escala de tal manera que es imposible sentir el comportamiento "natural" de los cuantos.
Dualismo universal
Sin embargo, este experimento es válido no solo para fotones. Resultó que el dualismo es una propiedad de toda la materia y es universal. Heisenberg argumentó que la materia existe en ambas variantes alternativamente. Hasta la fecha, se ha demostrado absolutamente que ambas propiedades se manifiestan completamente al mismo tiempo.
Onda corpuscular
¿Cómo explicar este comportamiento de la materia? La onda inherente a los corpúsculos (partículas) se llama onda de De Broglie, en honor al joven aristócrata-científico que propuso una solución a este problema. Generalmente se acepta que las ecuaciones de De Broglie describen la función de onda, que al cuadrado determina solo la probabilidad de que una partícula se encuentre en diferentes momentos en diferentes puntos del espacio. En pocas palabras, la onda de De Broglie es probabilidad. Así, se estableció una igualdad entre un concepto matemático (probabilidad) y un proceso real.
Campo cuántico
¿Qué son los corpúsculos de materia? En general, estos son cuantos de campos de ondas. Un fotón es un cuanto de un campo electromagnético, un positrón y un electrón es un electrón-positrón, un mesón es un cuanto de un campo de mesones, y así sucesivamente. La interacción entre campos de ondas se explica por el intercambio de algunas partículas intermedias entre ellos, por ejemplo, durante la interacción electromagnética, hay un intercambio de fotones. Esto implica directamente otra confirmación de que los procesos ondulatorios descritos por De Broglie son fenómenos físicos absolutamente reales. Y el dualismo onda-partícula no aparece como una "misteriosa propiedad oculta" que caracteriza la capacidad de las partículas para "reencarnarse". Demuestra claramente dos acciones interrelacionadas: el movimiento de un objeto y el proceso ondulatorio asociado a él.
Efecto túnel
La dualidad onda-corpuscular de la luz está asociada con muchos otros fenómenos interesantes. La dirección de la onda de De Broglie se manifiesta en el llamado efecto túnel, es decir, cuando los fotones penetran a través de la barrera de energía. Este fenómeno se debe al exceso del valor medio por el momento de la partícula en el momento del antinodo de la onda. La construcción de túneles ha hecho posible el desarrollo de una variedad de dispositivos electrónicos.
Interferencia de cuantos de luz
La ciencia moderna habla de la interferencia de los fotones tan misteriosamente como de la interferencia de los electrones. Resulta que un fotón, que es una partícula indivisible, puede pasar simultáneamente por cualquier camino abierto a sí mismo e interferir consigo mismo. Si tenemos en cuenta que el dualismo onda-partícula de las propiedades de la materia y el fotón es una onda que cubre muchos elementos estructurales, entonces no se excluye su divisibilidad. Esto contradice las opiniones anteriores sobre la partícula como una formación elemental indivisible. Al tener una determinada masa de movimiento, el fotón forma una onda longitudinal asociada a este movimiento, que precede a la propia partícula, ya que la velocidad de la onda longitudinal es mayor que la de la onda electromagnética transversal. Por lo tanto, hay dos explicaciones para la interferencia de un fotón consigo mismo: la partícula se divide en dos componentes, que interfieren entre sí; la onda de fotones viaja a lo largo de dos caminos y forma un patrón de interferencia. Se descubrió experimentalmente que también se crea un patrón de interferencia cuando se pasan por turnos partículas-fotones con carga única a través del interferómetro. Esto confirma la tesis de que cada fotón individual interfiere consigo mismo. Esto es especialmente claro cuando se tiene en cuenta el hecho de que la luz (no coherente ni monocromática) es una colección de fotones que son emitidos por átomos en procesos interconectados y aleatorios.
¿Qué es la luz?
Una onda de luz es un campo electromagnético no localizado que se distribuye por el espacio. El campo electromagnético de una onda tiene una densidad de energía volumétrica que es proporcional al cuadrado de la amplitud. Esto significa que la densidad de energía puede cambiar en cualquier cantidad, es decir, es continua. Por un lado, la luz es una corriente de cuantos y fotones (corpúsculos) que, debido a la universalidad de un fenómeno como la dualidad onda-partícula, representan las propiedades de una onda electromagnética. Por ejemplo, en los fenómenos de interferencia y difracción ya escalas, la luz exhibe claramente las características de una onda. Por ejemplo, un solo fotón, como se describió anteriormente, que pasa a través de una rendija doble, crea una imagen de interferencia. Los experimentos han demostrado que un solo fotón no es un pulso electromagnético. No se puede dividir en haces con divisores de haz, como demuestran los físicos franceses Aspe, Roger y Grangier.
La luz también posee propiedades corpusculares, que se manifiestan en el efecto Compton y en el efecto fotoeléctrico. Un fotón puede comportarse como una partícula que es absorbida por objetos en su conjunto, cuyas dimensiones son mucho más pequeñas que su longitud de onda (por ejemplo, un núcleo atómico). En algunos casos, los fotones generalmente se pueden considerar objetos puntuales. No importa desde qué posición ver las propiedades de la luz. En el campo de la visión del color, la corriente de luz puede realizar las funciones tanto de ondas como de una partícula-fotón como cuanto de energía. Un punto de objeto enfocado en el fotorreceptor de la retina, como una membrana cónica, puede permitir que el ojo forme su propio valor filtrado como los principales rayos de luz espectral y los clasifique por longitud de onda. Según los valores de la energía de los cuantos, el punto del objeto en el cerebro se traducirá en una sensación de color (imagen óptica enfocada).
En 1900 se publicó el trabajo de M. Planck, dedicado al problema de la radiación térmica de los cuerpos. M. Planck modeló la materia como un conjunto de osciladores armónicos de varias frecuencias. Suponiendo que la radiación no se produce de forma continua, sino en porciones, cuantos, obtuvo una fórmula para la distribución de la energía en el espectro de la radiación térmica, que concuerda bien con los datos experimentales.
donde h es la constante de Planck, k es la constante de Boltzmann, T es la temperatura, ν es la frecuencia de radiación.
Entonces, por primera vez en física, apareció una nueva constante fundamental: la constante de Planck. La hipótesis de Planck sobre la naturaleza cuántica de la radiación térmica contradice los fundamentos de la física clásica y mostró los límites de su aplicabilidad.
Cinco años después, A. Einstein, generalizando la idea de M. Planck, demostró que la cuantificación es una propiedad general de la radiación electromagnética. Según Einstein, la radiación electromagnética consta de cuantos, más tarde llamados fotones. Cada fotón tiene una energía y un momento específicos:
E = hν, = (h / λ),
donde λ y ν son la longitud de onda y la frecuencia del fotón, es el vector unitario en la dirección de propagación de la onda.
El concepto de cuantificación de la radiación electromagnética permitió explicar las regularidades del efecto fotoeléctrico, investigado experimentalmente por G. Hertz y A. Stoletov. Sobre la base de la teoría cuántica, A. Compton en 1922 explicó el fenómeno de la dispersión elástica de la radiación electromagnética por electrones libres, acompañada de un aumento en la longitud de onda de la luz. El descubrimiento de la naturaleza dual de la radiación electromagnética: el dualismo onda-partícula tuvo un impacto significativo en el desarrollo de la física cuántica, la explicación de la naturaleza de la materia.
En 1924, Louis de Broglie propuso una hipótesis sobre la universalidad de la dualidad onda-partícula. Según esta hipótesis, no solo los fotones, sino también cualquier otra partícula de materia, junto con las corpusculares, también tienen propiedades ondulatorias. Las relaciones que conectan las propiedades corpusculares y ondulatorias de las partículas son las mismas que se establecieron previamente para los fotones.
E = h = ω, =, | p | = h / λ /,
donde h = 2π, ω = 2πν, = 2π - longitud de onda (de Broglie), que se puede comparar con una partícula. El vector de onda está orientado en la dirección de movimiento de la partícula. Los experimentos llevados a cabo en 1927 por K. Davisson y L. Germer sobre la difracción de electrones por un solo cristal de níquel fueron experimentos directos que confirmaron la idea del dualismo partícula-onda de las partículas. Posteriormente, también se observó la difracción de otras micropartículas. El método de difracción de partículas se utiliza ampliamente en la actualidad en el estudio de la estructura y propiedades de la materia.
La confirmación experimental de la idea del dualismo partícula-onda condujo a una revisión de las ideas habituales sobre el movimiento de las partículas y la forma de describir las partículas. Para los puntos materiales clásicos, el movimiento a lo largo de ciertas trayectorias es característico, por lo que sus coordenadas e impulsos se conocen con precisión en todo momento. Para las partículas cuánticas, esta afirmación es inaceptable, ya que para una partícula cuántica el momento de una partícula está relacionado con su longitud de onda, y no tiene sentido hablar de la longitud de onda en un punto dado del espacio. Por lo tanto, para una partícula cuántica es imposible determinar simultáneamente con precisión los valores de sus coordenadas y momento. Si una partícula ocupa una posición definida con precisión en el espacio, entonces su momento es completamente indefinido, y viceversa, una partícula con un cierto momento tiene una coordenada completamente indefinida. La incertidumbre en el valor de la coordenada de la partícula Δ x y la incertidumbre en el valor de la componente del momento de la partícula Δ p x están relacionadas por la relación de incertidumbre establecida
Propiedades de las olas. El contemporáneo de Isaac Newton, el físico holandés Christian Huygens, no rechazó la existencia de los corpúsculos, pero creía que no eran emitidos por cuerpos luminosos, sino que llenaban todo el espacio. Huygens representó el proceso de propagación de la luz no como un movimiento de traslación, sino como un proceso secuencial de transferir el impacto de un corpúsculo a otro.
Los partidarios de Huygens expresaron la opinión de que la luz es una vibración que se propaga en un medio especial, el "éter", que llena todo el espacio del mundo y que penetra libremente en todos los cuerpos. La excitación luminosa de una fuente de luz se transmite mediante éter en todas las direcciones.
Así surgieron las ideas de la primera ola sobre la naturaleza de la luz. El principal valor de la teoría de ondas iniciales de la luz es el principio originalmente formulado por Huygens y luego desarrollado por Fresnel. El principio de Huygens-Fresnel afirma que cada riñón, al que ha llegado la excitación de la luz, a su vez se convierte en el centro de ondas secundarias y las transmite en todas direcciones a los riñones vecinos.
Las propiedades ondulatorias de la luz se manifiestan más claramente en los fenómenos de interferencia y difracción.
La interferencia de la luz es que cuando dos ondas están ubicadas mutuamente, puede ocurrir una amplificación o debilitamiento de las oscilaciones. El principio de interferencia fue descubierto en 1801 por el inglés Thomas Jung (1773-1829), médico de profesión. Jung realizó el ahora clásico experimento de dos agujeros. En la pantalla, la punta de un alfiler perforó dos agujeros muy cercanos, que fueron iluminados por la luz del sol desde un pequeño agujero en una ventana con cortinas. Detrás de la pantalla, en lugar de dos a-1 brillantes, se observó una serie de anillos alternos de luz y oscuridad.
Una condición necesaria para observar un patrón de interferencia es la coherencia de las ondas (curso coordinado de procesos oscilatorios u ondulatorios).
El fenómeno de la interferencia se usa ampliamente en dispositivos: interferómetros, con la ayuda de los cuales se realizan varias mediciones precisas y se monitorea la pureza del tratamiento superficial de las piezas, así como muchas otras operaciones de control.
En 1818, Fresnel presentó un extenso artículo sobre la difracción de la luz para un concurso en la Academia de Ciencias de París. Considerando este informe, A. Poisson (1781-1840) llegó a la conclusión de que, según la teoría propuesta por Fresnel, bajo ciertas condiciones, en el centro del patrón de difracción de un obstáculo circular opaco en el camino de la luz, debería haber sea un punto brillante, no una sombra. Fue una conclusión asombrosa. D.F. Arago (1786-1853) preparó inmediatamente un experimento y se confirmaron los cálculos de Poisson. Así que la conclusión de Poisson, que contradice exteriormente la teoría de Fresnel, se convirtió con la ayuda de la experiencia de Arago en una de las pruebas de su validez y también inició el reconocimiento de la naturaleza ondulatoria de la luz.
El fenómeno de la desviación de la luz desde la dirección rectilínea de propagación se llama difracción.
Muchos dispositivos ópticos se basan en el fenómeno de la difracción. En particular, la difracción de rayos X se utiliza en equipos cristalográficos.
La naturaleza ondulatoria de la luz y la naturaleza transversal de las ondas luminosas está probada, además, por el fenómeno polarización. La esencia de la polarización se demuestra claramente mediante un simple experimento: cuando la luz se transmite a través de dos cristales transparentes, su intensidad depende de la orientación mutua de los cristales. Con la misma orientación, la luz pasa sin atenuación. Cuando uno de los cristales se gira 90 °, la luz se apaga por completo, es decir, no atraviesa cristales.
La naturaleza ondulatoria de la luz también se ve confirmada por el fenómeno de la dispersión de la luz. Un estrecho rayo paralelo de luz blanca, al atravesar un prisma de vidrio, se descompone en rayos de luz de diferentes colores. Una franja de color se llama espectro continuo. La dependencia de la velocidad de propagación de la luz en un medio de la longitud de onda se denomina dispersión de luz. La dispersión fue descubierta por I. Newton.
La descomposición de la luz blanca se explica por el hecho de que está formada por ondas electromagnéticas con diferentes longitudes de onda y el índice de refracción depende de la longitud de onda. El valor más alto del índice de refracción para la luz con la longitud de onda más corta es violeta, el más bajo para la luz de longitud de onda más larga es rojo. Los experimentos han demostrado que en el vacío la velocidad de la luz es la misma para la luz de cualquier longitud de onda.
El estudio de los fenómenos de difracción, interferencia, polarización y dispersión de la luz llevó a la aprobación de la teoría ondulatoria de la luz.
Propiedades cuánticas de la luz. En 1887, G. Hertz, al iluminar una placa de zinc conectada a la varilla de un electrómetro, descubrió el fenómeno del efecto fotoeléctrico. Si se transfiere una carga positiva a la placa y la varilla, el electrómetro no se descarga cuando la placa está iluminada. Cuando se imparte una carga eléctrica negativa a la placa, el electrómetro se descarga tan pronto como la radiación golpea la placa. Este experimento demuestra que las cargas céntricas negativas se expulsan de la superficie de una placa de metal bajo la influencia de la luz. Las mediciones de la carga y la masa de las partículas expulsadas por la luz mostraron que estas partículas son electrones. El fenómeno de la emisión de electrones por una sustancia bajo la influencia de radiación electromagnética se denomina efecto fotoeléctrico.
Las leyes cuantitativas del efecto fotoeléctrico se establecieron en 1888-1889. El físico ruso A.G. Stoletov (1839-1896).
No fue posible explicar las leyes básicas del efecto fotoeléctrico sobre la base de la teoría electromagnética de la luz. La teoría electromagnética de la luz no pudo explicar la independencia de la energía de los fotoelectrones de la intensidad de la radiación luminosa, la existencia del borde rojo del efecto fotoeléctrico, la proporcionalidad de la energía cinética de los fotoelectrones a la frecuencia de la luz.
La teoría electromagnética de Maxwell y la teoría electrónica de Lorentz, a pesar de sus enormes éxitos, eran algo contradictorias y se encontraron varias dificultades en su aplicación. Ambas teorías se basaron en la hipótesis del éter, sólo el "éter elástico" fue reemplazado por el "éter electromagnético" (teoría de Maxwell) o "éter estacionario" (teoría de Lorentz). La teoría de Maxwell no podía explicar los procesos de emisión y absorción de la luz, el efecto fotoeléctrico, la dispersión de Compton, etc. La teoría de Lorentz, a su vez, no podía explicar muchos fenómenos asociados con la interacción de la luz con la materia, en particular, la cuestión de la distribución de energía en longitudes de onda en radiación térmica de cuerpo negro.
Las dificultades y contradicciones enumeradas se superaron gracias a una audaz hipótesis planteada en 1900 por el físico alemán M. Planck, según la cual la emisión de luz no se produce de forma continua, sino discreta, es decir, en determinadas porciones (cuantos), cuya energía está determinada por la frecuencia n:
donde h es la constante de Planck.
La teoría de Planck no necesita el concepto de éter. Explicó la radiación térmica de un cuerpo negro.
A. Einstein en 1905 creó teoría cuántica de la luz: no solo la emisión de luz, sino también su propagación se produce en la forma flujo de cuantos de luz - fotones, cuya energía está determinada por la fórmula de Planck anterior, y el impulso
donde l es la longitud de onda.
Las propiedades cuánticas de las ondas electromagnéticas se manifiestan más plenamente en Efecto Compton: Cuando la radiación monocromática de rayos X es dispersada por una sustancia con átomos de luz en la composición de la radiación dispersada, junto con la radiación caracterizada por la longitud de onda inicial, se observa radiación con una longitud de onda más larga.
Los conceptos cuánticos de luz están de acuerdo con las leyes de radiación y absorción de luz, las leyes de interacción, la radiación con la materia. Los fenómenos bien estudiados, como la interferencia, la difracción y la polarización de la luz, se explican bien en términos de conceptos de ondas. Toda la variedad de propiedades y leyes estudiadas de la propagación de la luz, su interacción con la materia muestra que la luz tiene una naturaleza compleja: es una unidad de propiedades opuestas: corpuscular (cuántica) y ondulatoria (electromagnética). Un largo camino de desarrollo ha llevado a conceptos modernos de la naturaleza dual onda-partícula de la luz. Las expresiones anteriores conectan las características corpusculares de la radiación, la masa y la energía de un cuanto, con las características de la onda, la frecuencia de las oscilaciones y la longitud de onda. Por lo tanto, la luz es una unidad de discreción y continuidad.
Preguntas de autoevaluación
Pregunta 1. ¿Cuál es la tarea más importante de las ciencias naturales?
1.cognitivo
2. cosmovisión
3.teleológico
4.Creación de una imagen científica natural del mundo.
Pregunta 2. ¿Cuáles son los conceptos fundamentales más generales e importantes de la descripción física de la naturaleza?
1.materia
2.movimiento
3.espacio
Pregunta 3. ¿Cuál es la categoría filosófica para la designación de la realidad objetiva, que es desplegada por nuestras sensaciones, existiendo independientemente de ellas?
1.conciencia
2. pantalla
3.material
30.12.2015. 14:00
Muchos de los que comienzan a aprender física tanto en los años escolares como en las instituciones de educación superior, tarde o temprano se enfrentan a preguntas sobre la luz. En primer lugar, lo que más me disgusta de la física que conocemos hoy. Entonces esta es la interpretación de algunos conceptos, con una expresión absolutamente tranquila en el rostro y sin prestar atención a otros fenómenos y efectos. Es decir, con la ayuda de algunas leyes o reglas, intentan explicar ciertos fenómenos, pero al mismo tiempo intentan no notar los efectos que contradicen esta explicación. Esto ya es una especie de regla de interpretación. Bueno, ¿qué pasa con esto y esto? Querido, escucha, estamos hablando de otra cosa ahora, pero no prestes atención. Después de todo, en el marco de esta pregunta, ¿todo late? Bueno, eso es bonito.
El siguiente "gato de Schrödinger" para cualquier cognición es KVD (dualismo de ondas corpusculares). Cuando el estado de un fotón (una partícula de luz) o un electrón puede describirse tanto por efectos de onda como corpuscular (partículas). En cuanto a los fenómenos que indican las propiedades ondulatorias de la materia, todo está más o menos claro aquí, excepto una cosa: el entorno en el que se transmite esta misma onda. Pero con respecto a las propiedades corpusculares y especialmente a la presencia de "partículas" de luz como los fotones, tengo muchas dudas.
¿Cómo supo la gente que la luz tiene naturaleza ondulatoria? Bueno, esto fue facilitado por los efectos abiertos y los experimentos con la luz del día. Por ejemplo, un concepto como el espectro de luz, (el espectro de luz visible) donde, dependiendo de la longitud de onda y, en consecuencia, la frecuencia, el color del espectro cambia de rojo a violeta, luego lo vemos con nuestro imperfecto ojo. Todo lo que está detrás y delante de él se denomina infrarrojo, radiación de radio, ultravioleta, radiación gamma, etc.
Observe cómo la imagen de arriba muestra el espectro de radiación electromagnética. Dependiendo de la frecuencia de la onda de manifestación electromagnética, puede ser tanto radiación gamma como luz visible y no solo, por ejemplo, incluso puede ser una onda de radio. Pero lo más sorprendente de todo esto, solo el espectro visible de la luz, que es tan insignificante en todo el rango de frecuencia, por alguna razón, DE REPENTE y solo a él, se atribuye a las propiedades de las partículas: los fotones. Por alguna razón, solo el espectro visible exhibe propiedades corpusculares. Nunca escuchará acerca de las propiedades corpusculares de las ondas de radio o, digamos, la radiación gamma, estas vibraciones de propiedades corpusculares no se muestran. Solo en parte, el concepto de "cuántica gamma" se aplica a la radiación gamma, pero hablaremos de eso más adelante.
¿Y cuáles son los fenómenos o efectos reales que confirman la presencia de propiedades corpusculares, aunque solo sea en el espectro de luz visible? Y aquí comienza lo más asombroso.
Según la ciencia oficial, las propiedades corpusculares de la luz están confirmadas por dos efectos bien conocidos. Por el descubrimiento y explicación de estos efectos, los premios Nobel de física fueron otorgados a Albert Einstein (efecto fotográfico), Arthur Compton (efecto compota). Cabe señalar con la pregunta: ¿por qué el efecto fotográfico no lleva el nombre de Albert Einstein, después de todo, fue por él que recibió el Premio Nobel? Y todo es muy simple, este efecto no fue descubierto por él, sino por otros científicos talentosos (Alexander Becquerel 1839), Einstein solo explicó el efecto.
Comencemos con un efecto fotográfico. ¿Dónde, según los físicos, contiene la confirmación de que la luz tiene propiedades corpusculares?
Se denomina fotoefecto al fenómeno por el cual se produce la emisión de electrones por una sustancia cuando se expone a la luz o cualquier otra radiación electromagnética. Es decir, la luz es absorbida por la materia y su energía se transfiere a los electrones obligándolos a moverse de manera ordenada, transformándose así en energía eléctrica.
De hecho, no está claro cómo los físicos llegaron a la conclusión de que el llamado fotón es una partícula, porque en el fenómeno del efecto fotoeléctrico se establece que los electrones vuelan para encontrarse con los fotones. Este hecho da una idea de la interpretación errónea del fenómeno del fotoefecto, ya que es una de las condiciones para la ocurrencia de este efecto. Pero según los físicos, este efecto muestra que un fotón es solo una partícula solo por el hecho de que se absorbe por completo, así como por el hecho de que la liberación de electrones no depende de la intensidad de la irradiación, sino exclusivamente de la frecuencia del llamado fotón. Por eso nació el concepto de cuanto de luz o corpúsculo. Pero aquí debería centrarse en qué es la "intensidad" en este caso particular. Después de todo, los paneles solares aún emiten más electricidad con un aumento en la cantidad de luz que cae sobre la superficie de la fotocélula. Por ejemplo, cuando hablamos de la intensidad de un sonido, nos referimos a la amplitud de sus vibraciones. Cuanto mayor es la amplitud, más energía transporta la onda acústica y más energía se necesita para crear dicha onda. En el caso de la luz, este concepto está completamente ausente. Según los conceptos actuales de la física, la luz tiene frecuencia pero no amplitud. Lo que de nuevo plantea muchas preguntas. Por ejemplo, una onda de radio tiene características de amplitud, pero la luz visible, cuyas ondas, digamos, son un poco más cortas que las ondas de radio, no tienen amplitud. Todo esto descrito anteriormente solo dice que un concepto como un fotón es, para decirlo suavemente, borroso, y todos los fenómenos que indican su existencia como su interpretación no resisten la crítica. O simplemente se inventan en apoyo de alguna hipótesis, que es muy probable que sea el caso.
En cuanto a la dispersión de luz Compton (efecto Compoton), generalmente no está claro cómo, basándose en este efecto, se concluye que la luz es una partícula y no una onda.
En general, de hecho, hoy en día la física no tiene una confirmación concreta de que una partícula sea un fotón, esté en toda regla y exista en forma de partícula en principio. Hay cierto cuanto que se caracteriza por un gradiente de frecuencia y nada más. Y lo más interesante es el tamaño (longitud) de este fotón, según E = hv, puede ser desde varias decenas de micrones hasta varios kilómetros. Y todo esto no molesta a nadie cuando se utiliza la palabra "partícula" para un fotón.
Por ejemplo, un láser de femtosegundos con una longitud de pulso de 100 femtosegundos tiene una longitud de pulso (fotón) de 30 micrones. Como referencia, en un cristal transparente, la distancia entre los átomos es de aproximadamente 3 angstroms. Bueno, ¿cómo puede un fotón volar de un átomo a otro, cuya magnitud es varias veces mayor que esta distancia?
Pero hoy la física no duda en operar con el concepto de cuanto, fotón o partícula en relación con la luz. Simplemente sin prestar atención al hecho de que no encaja en el modelo estándar que describe la materia y las leyes por las que existe.
