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¿Cómo elige la luz entre el comportamiento de las ondas y las partículas?

La luz muestra un comportamiento de onda en fenómenos como la interferencia pero el comportamiento de las partículas en el efecto fotoeléctrico. ¿Cómo elige la luz dónde ser una onda y dónde ser una partícula?

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Binary Funt Puntos 309

De hecho, la luz no es una onda o una partícula. Es lo que es; es esta cosa extraña que le modelo como una onda o una partícula con el fin de hacer sentido de su comportamiento, dependiendo de la situación de interés.

Al final del día, es la misma historia con todas las teorías en la física. Los planetas no se "elige" a seguir la mecánica Newtoniana o la relatividad general. En su lugar, podemos modelo del movimiento de Newton, si queremos calcular algo así como cuando Marte será en 2 semanas, pero es necesario para el uso general de la relatividad, si queremos explicar por qué el reloj atómico en un satélite corre lento en comparación con uno en la planta.

La luz no se "elige" a ser una onda o una partícula. En cambio, el modelo es como una ola cuando queremos explicar (o calcular) interferencias, pero necesitamos el modelo como una partícula cuando queremos explicar (o calcular) el efecto fotoeléctrico.

18voto

Saad Farooq Puntos 162

¿Cómo funciona la luz 'elegir' donde una ola y donde una partícula?

No, hacer. Esa es realmente la totalidad de la "rareza" de quantum allí.

No es completamente loco. Si la medida de un coche con una escala que le dicen que es de 1200 kg, y si usted medir con un espectrómetro de que le dirá su color rojo. Esto es perfectamente natural.

La cosa que hace cuántica raro es que se puede medir la misma cosa dos veces y obtener dos respuestas diferentes. Más raro, algunas de estas medidas están vinculadas entre sí de modo que si una medida de los otros cambios.

Es como si se mide el peso de tu coche y la longitud cambiado. Y, a continuación, se midió la longitud y el peso cambiado. Este preciso cosa que sucede en la cuántica, por ejemplo, la posición y el momentum de una partícula están vinculados de esta manera

En cualquier caso, la onda o partícula de la naturaleza es totalmente de usted. Que la naturaleza que vemos está basado en el experimento de usar, no los fotones de la misma.

La idea de que algo que usted haga de este "radical" efecto en el resultado es lo que impulsa a todo el mundo loco en QM.

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R. Romero Puntos 131

La luz siempre se comporta como una onda. Las partículas puede ser considerado como una combinación de ondas, un paquete de ondas. Lo que determina que el comportamiento que usted va a obtener es la escala de longitud del sistema de la luz es la interacción con la longitud de onda de la que incide la luz.

Supongamos que tiene una serie de Bolas de Boliche suspendido en el aire haciendo una pared, pero con espacios entre. Disparar a un montón de 2mm de diámetro de los rodamientos de bolas (BBs) en las bolas de bowling. Algunos pasarán a través de la pared, no golpear las bolas de bowling. Algunos golpear una pelota y el rebote en alguna dirección.

Preste atención a la ubicación de la BBs provienen y su velocidad inicial y donde terminan, y usted será capaz de decirle a la forma, el tamaño y la posición de las bolas de bowling.

Revertir el problema. Tiene un montón de suspensión de las BBs en el aire y disparar las bolas de bowling en ellos. Cada bola de bolos golpear a varios BBs. El saliente de la trayectoria no le dirá mucho acerca de la BBs.

La huelga de un diapasón que vibra, haciendo un sonido característico. Juego que se nota en alto volumen, usted puede ajustar la afinación de la horquilla de vibración. No empiece a vibrar en cualquier longitud de onda.

Para una partícula, se puede asociar la longitud De onda De De Broglie, $h/p$, donde $p$ es el impulso. El superior de la fuerza, menor es la longitud de onda, más de la partícula como. Mientras que macroscópica pero pequeñas aberturas puede ser utilizado con la luz en el experimento de doble rendija, usted necesita cristalografía de electrones para demostrar los mismos efectos con los electrones: difracción de Electrones

Si usted tiene una gran longitud de onda de la luz, va a interactuar con múltiples partículas de un sistema, dependiendo de que sistema. Si la longitud de onda es lo suficientemente pequeño, y por lo tanto la energía suficientemente alta, puede interactuar con un único electrón en lugar de varios electrones, dando toda su energía a un electrón, y se traduce en el efecto fotoeléctrico, una partícula-partícula efecto de dispersión. Cambio de la longitud de onda y la interacción se lleva en una forma más clásica forma.

Además de las longitudes de onda involucradas desea prestar atención a que el número de fotones disponibles. Al menos los fotones, que interactúan con el sistema, el más cuánticos como es. La mayor densidad de fotones, la más clásica de la luz se comportan. Para una explicación más detallada sobre la barrera entre lo cuántico vs comportamiento clásico, véase la introducción y el primer capítulo de Griffith, en el texto sobre el electromagnetismo.

En resumen, el comportamiento que puede tener depende de la longitud De onda De De Broglie de la luz/de la partícula, ¿cuántas partículas entrantes y cómo las longitudes de las escalas del objetivo comparar con la longitud De onda De De Broglie.

8voto

Joe Liversedge Puntos 2134

¿Cómo elige la luz dónde ser una onda y dónde ser una partícula?

No lo hace Siempre se comporta como una onda (obedeciendo al principio de superposición), y siempre se comporta como una partícula (cuantificando el número de partícula).

Parece que puede haber sido influenciado por alguien que te dijo que la luz se comporta como una partícula en algunos experimentos, y como una onda en otros. Eso es falso

5voto

anonymous Puntos 11

La luz siempre se comporta como partículas y ondas .Así que no hay ningún momento en particular cuando se puede se comporta como una partícula, pero no de onda y viceversa .Así la luz lleva a ambos de estos dos la naturaleza(de onda y partícula), junto con ella (la luz)para todos los tiempos. En realidad, ¿por qué es mi forma de pensar es como la luz tiene dos de estos de la naturaleza para todos los tiempos?

Razones para considerar como *ola *

  1. James Clerk Maxwell demostró que la velocidad de las ondas electromagnéticas en el espacio libre es igual a la velocidad de la luz c=2.998 x 10^8m/s. Lo que él llegó a la conclusión de que la luz consiste en ondas electromagnéticas .Por lo que tiene naturaleza de onda de todos los tiempos.
  2. La luz también muestra *interferencia *,*difracción *,*polarización *. Y todas estas propiedades muestran que la luz tiene naturaleza de onda y es para todos los tiempos.

Razones para considerar la luz como partícula

  1. Max plank en 1900 se introdujo el concepto de quantum de energía .El intercambio de energía entre la radiación y el entorno es en *discretos o *cuantifica * formulario i.e intercambio de energía entre las ondas electromagnéticas es múltiplo entero de (tablón constante *la frecuencia de la onda ).Como la luz consiste en ondas electromagnéticas, a continuación, la luz está hecha de bits discretos de energía que yo.e fotones con la energía (tablón constante *frecuencia de la luz). Así efecto fotoeléctrico ,efecto Compton todos muestran la naturaleza de la partícula de la luz.

Así radiación (ondas electromagnéticas) exposición de las partículas de la naturaleza por el contrario partículas de material de la pantalla de la onda de la naturaleza introducido por de Broglie(un movimiento de la partícula tiene propiedades de onda asociada a ella).Esto es confirmado experimentalmente por Davisson y Germer que demostrado que la interferencia que es una propiedad de las ondas puede ser obtenida con el material de partículas como el electrón.

Así como la exposición a la radiación de partículas como la naturaleza, sino también las partículas de exhibición ola - como comportamiento .De tal modo que la luz siempre muestra dos tipos de naturalezas tanto como ondas y partículas .

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