Najlepsza odpowiedź
Wiele osób wie, co inni Quoranie powiedzieli o kwantach. Wiele osób uważa, że foton jest cząstką.
Elektron jest cząstką, ponieważ kiedy oddziałuje na energię elektromagnetyczną, zachowywana jest energia, pęd i moment pędu (orbital i 1/2 spinu pędu kątowego) są zachowane, ale także ładunek elektryczny jest zachowany. Ładunku nie można zmienić w normalnych zderzeniach elektromagnetycznych, tylko słaba siła jądrowa może połączyć elektron i proton w neutron lub odwrotnie. Niemniej jednak elektrony w mechanice kwantowej są opisywane jako pola o złożonym potencjale, których norma liczby zespolone opisują gęstość prawdopodobieństwa oddziałującej tam cząstki.
Foton przenosi energię i spin 1, ale niewiele więcej. Kiedy foton wchodzi w interakcję, najczęściej jest konsumowany , aby nigdy się nie pojawił. Czy foton jest cząstką, czy też pole elektromagnetyczne po prostu oddziałuje w sposób kwantowy, tak jakby istniały fotony podobne do cząstek, a między dwoma interakcjami faktycznie nie ma czegoś takiego?
Mówimy, że pole elektromagnetyczne czasami zachowuje się jak fala, a czasem jak cząstka. Mówi się, że efekt fotoelektryczny jednoznacznie pokazuje, że fotony czasami zachowują się jak cząsteczki, a rozpraszanie Comptona robi to samo. Cóż, czy w świetle [sic] tych efektów wciąż możliwa jest czysto falowa teoria fotonu?
Odpowiedź
Bardzo prosta, ale najpierw zapomnijmy o słowie „cząstka”, ponieważ jest to bardzo mylące. Użyjmy słowa „fala”, chociaż to też jest mylące, ponieważ słowo to wywołuje w nas obraz fali na wodzie, a fala energii ma zupełnie inną geometrię. Ale ważniejsza niż poprawna geometria do wizualizacji czoła fali kwantów EM (lub kwantów masy) jest zasada, że fala musi być jednym pełnym cyklem, pełnym szczytem i doliną. Nie możemy wykryć kawałka fali; to propozycja wszystko albo nic. Nawet .9999999\% fali to fala. Dlatego fale, gdy są izolowane jako pojedyncza fala w polu fal, są kwantowane. Nie chodzi o to, że nie ma go „tam”, ale o tym, że detektor jednostki pojedynczej fali (kwantowej) jest polem elektromagnetycznym i może zarejestrować zmianę stanu tylko z jednej całej fali, a nie kawałka fali, co nie jest fala. Tak więc, jeśli to rozumiesz, masz podstawowe pojęcie o tym, dlaczego QM.
Teraz geometria i wizualizacje: