Hola carlos, en cada post metes muchas preguntas a la vez y quizas las respuestas se alarguen o se mezclen. Tampoco se muy bien donde quieres llegar con cada una por separado o si por el contrario deseas componer una idea global. No se si te parecerá bien, pero vamos por partes. En otro post preguntaste por la Luz. (Dejamos a un lado de que la luz es una banda de la radiación electromagnetica y que puede tratarse como una onda transversal). Dicho asi parece sencillos,pero me temo que tu no te conformas con esto, y lo vas a complicar más. Por si acaso, te salgo al paso
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, añadiendo que en realidad la luz es la superposicion de ondas de diferentes frecuencias. Es más se puede afirmar que la luz monocromática no existe y sería mas certero hablar de luz cuasimonocromática y que esta compuesta por una muy estrecha banda de frecuencias. Pero este simple concepto, nos va a obligar a hablar de batidos, de la frecuencia angular promedio y del número de propagación promedio, de la frecuencia de modulación y del numero de propagacion promedio de modulacion (ya veremos donde acabamos...)
Una fuente de luz ordinaria, consiste en un número muy grande de emisores atómicos
orientados al azar (ya creo recordar que se habló en su momento, como los átomos pueden emitir radiación. En general cualquier mecanismo que inyecte energía al átomo, alterará su estado fundamental y comenzará a emitir fotones de cierta frecuencia y en cualquier dirección, salvo los doblemente excitados que lo hacen en la misma dirección y frecuencia). Bien, cada átomo excitado (=cada oscilador atómico) emite un tren de onda polarizado durante aproximadamente 10^-8 segundos. Todas las emisiones que tienen la misma frecuencia se combinarán para formar una onda polarizada resultante,
que no dura mas de esos 10^-8seg. Se emiten constantemente nuevos trenes de onda y el
estado de polarización global cambia de forma totalmente impredecible. ya que hemos dicho que estos osciladores emiten en cualquier dirección y además estan orientados al azar.
Si estos cambios de polarización tienen lugar tan rápidamente que es imposible distnguir cualquier estado de polarización,
nos estamos refiriendo a la luz natural o luz no polarizada, pero esta segunda expresión es un tanto incorrecta, ya que en realidad la luz natural es un continuo cambio de estado de polarización, cuyo resultado es imposible de distinguir.
Ahora bien, otra duda que me suena que te asaltó, y que esta intimamente relacionado con lo anterior, era que si los fotones iban ordenados y cada uno por su camino, (mas o menos era asi). Esto esta sin resolver a ciencia cierta, y ahora conviene hablar de un frente de fotones.
Como ya se ha dicho en estos foros, una particula queda definida cuando sabemos su masa, su carga y su spin que son caracteristicas digamos inalterables. De manera alternativa, cualquier particula tiene otras propiedades que podiamos llamar "instantaneas" y que son alterables, como puede ser el momento, la energía y la orientación del spin. Entonces cuando sabemos todas estas cantidades, podemos definir el
estado de la particula y tambien conocemos que los bosones, segun la estadistica de Bose-Einstein,
pueden encontrarse en el mismo estado un numero cualquiera de ellos (al contrario que los fermiones a los que no les esta permitido). Entonces se puede determinar que
cuando un numero muy elevado de fotones ocupa el mismo estado, el caracter corpuscular intrínseco del rayo de luz desaparece, siendo reemplazado por el campo electromagnetico como medio continuo de una onda electromagnetica. Esto es importante porque una onda es una onda y una particula es una particula, aunque exista una dualidad onda-particula... no se, esto es como ¡la santisia binidad!
Y ahora el concepto de RAYO, que no es mas que la direccción ortogonal al frente de onda en cada punto. En óptica geometrica es muy útil este concepto porque nos indica la dirección de un segmento del frente de onda y además la representa. Y no preguntes si existe un foton o serie de fotones en cada rayo, ....
Todas las particulas vibran con una cierta frecuencia, que nos da una medida de su energía. Si nos referimos a fotones, el foton violeta vibra mas veces por segundo que el foton rojo.
Otra cosa es lo de Amplitud. En la teoría ondulatoria, la amplitud es el valor maximo de la perturbación o de la función de onda que la representa. (una onda es una perturbacion del medio, incluyendo el vacío) Si tienes una función de una simple onda armonica F= A. sen(kx) la amplitud sera A, ya que el valor maximo del seno será 1 en pi/2, ó -1 en 3pi/2
En cuantica, toma otro concepto, que ya alshain ha manifestado.
Seguiremos hablando porque si no esto no se va a poder leer!!
Sol y luna y cielo proclaman al divino autor del mundo...