Amplitud de onda

[abuelillo]

Re: Amplitud de onda

Tengo que corregirme a mi mismo o por lo menos puntualizar el tema del laser. Los atomos en el laser tampoco tienen ningun restriccion, emiten los fotones en todas direcciones, si finalmente salen en un haz espacialmente coherente (y por lo tanto una funcion de onda mas localizada), es porque se produce una cancelacion y autoseleccion de la direccion y frecuencia que interesa, debido a los millones de rebotes en los dos espejos del laser que forman la cavidad resonadora.

[reti]

Re: Amplitud de onda

Creo que os estais liando una barbaridad.

Una onda es una onda y no hay mas historia. Si se quiere dar una definicion de onda que se entienda un poco quizas lo mejor sea recurrir a dos propiedades que siempre tiene cualquier onda:

1) Cumple el principio de superposicion, es decir, siempre son lineales en el sentido que la suma de dos ondas cualesquiera (soluciones) son tambien una onda (una solucion).
2) Tienen extension, es decir, estan definidas en una region extensa (no puntual) del espacio.

(Aunque haya perturbaciones que se consideran ondas y no son lineales). Partiendo de aqui se pueden responder muchas preguntas:

Entonces una vez de que sucede el evento de la decaida del electrón a un orbital menor y sin haber ningún tipo de restrinción, la función de onda del fotón se desplaza radialmente en todo el espacio, tal es así que al cabo de un segundo tenemos casi 1 en probabilidad de encontrar al fotón en una esfera gausina de radio de 300000 Km.
Y dije sin ninguna restrinción porque en el caso de los lacer, la función de onda del fotón no se desplaza radialmente sino linealmente abarcando una superficie plana. Tal es así que al cabo de un segundo podemos encontrar al fotón solamente en una parte de la superficie de la esfera de $r=300000$ Km, en un intervalo de [${\theta}_{1},{\theta}_{2}$] y [${\varphi}_{1},{\varphi}_{2}$] (en coordenadas esféricas $(r,\theta, \varphi)$) y tal que ${\theta}_{2}-{\theta}_{1}<\pi$ y ${\varphi}_{2}-{\varphi}_{1}<\pi$

Cuando se emite "un foton" o la onda que lo representa, esta puede tener muchas carasteristicas distintas. Por ejemplo, no tiene por que ser "esferica" como comentas si no que puede tener distintas distribuciones o formas en su propagacion espacial. La esfererica es una de ellas pero no la unica.

...He leido que las EM no necesitan de un medio para propagarse, porque se autopropagan en el vacio, con lo que la energía de propagación es constante ¿no?...

No.
En fisica calsica se asocian siempre la amplitud de las ondas a la energia y al momento de la onda. La amplitud de la onda va cambiado a medida que se propaga de manera que la energia se va redistribuyendo en el espacio en funcion de como lo haga la amplitud. La energia esta repatirda en el espacio segun como este repartida la amplitud de la onda. Lo mismo pasa con el momento. La energia y el momento se conservan en todo el espacio pero no se conservan en una region determinada del espacio. Esto es una propiedad de las ondas en fisica que se debe a esa asociacion con la amplitud. La frecuencia o la longitud de onda no estan asociadas clasicamente ninguna carasteristica fisica, son solo formas posibles en las que se propaga la onda, pero nada mas.

En la teoria cuantica la cosa cambia de forma radical y es una fuente de confusion considerable este cambio.

Ahora en cuantica la amplitud de la onda no tiene significado fisico directo ecepto que para hacer calculos debe de estar normalizada. Lo que tiene significado fisico directo en la "onda cuantica" es la frecuencia o la "longitud de onda" de la onda, que se asocia ahora a la energia y al momento del foton o particula.

O sea, un autentico lio de explicar a alguien que no ha tenido contacto previo con la cuantica o no tiene las ideas claras de lo que es una onda en mecanica clasica.

[Julio Ws]

Re: Amplitud de onda

Ahora en cuantica la amplitud de la onda no tiene significado fisico directo ecepto que para hacer calculos debe de estar normalizada. Lo que tiene significado fisico directo en la "onda cuantica" es la frecuencia o la "longitud de onda" de la onda, que se asocia ahora a la energia y al momento del foton o particula.

O sea, un autentico lio de explicar a alguien que no ha tenido contacto previo con la cuantica o no tiene las ideas claras de lo que es una onda en mecanica clasica.

Bueno, era una cuestión divulgativa. Como es verdad que no tengo las ideas claras, necesariamente tengo que confiar en quienes si las tienen, mientras yo intento comprender mejor. Imagino que responder a una pregunta si, no, no procede porque no tiene sentido, procede con reservas, es algo que requiere de mucha preparación, con lo cuál el no responder es lo que realmente no tiene sentido si se está preparado. Entonces agradeciendo de antemano todas las respuestas, presento las preguntas:

a) ¿Podría pasar la EM visible a través de un agujero de 5 nanómetros de diámetro? Bajo las condiciones que se quieran o necesiten.

Saludos

[abuelillo]

Re: Amplitud de onda

Yo diria mas bien que estas ondas no tiene significado fisico obvios en lugar de directos..
Esas ondas tienen consecuencias fisicas directas y es que pueden sufrir interferencias constructiivas y destructivas en el espacio, se pueden cancelar o amplificar, entre si, y como consecuencia de todo esto medimos diferentes resultados en los experimentos. Si no fuese asi no se producirian interferencias en el experimento de las rendijas.

En cuanto al tema de las ondas esfericas, la funcion de onda si puede tener infinitas formas, pero como consecuencia de interacciones con otras ondas y con el medio, o como consecuencia de realizar observaciones/medidas.
Pero en el contexto en el que se hablaba, de emision de un foton por parte de un atomo y que este no sea perturbado por el medio, no hay problema en hablar de ondas mas o menos esfericas.

[Julio Ws]

Re: Amplitud de onda

Hola, se me ha ocurrido buscar en aleman, simplemente 5 nanometros de diametro, con ayuda del traductor. Lo primero que me aparece es una empresa alemana dedicada entre otras cosas a fabricar productos para la nanoimpresión. Parece que en Alemania se dedican al mundo de la nanotecnología. Indagaré por las páginas en ingles y aleman mientras tanto, por si encuentro algo que me pueda resolver el problema del agujero y el rayo de luz. Os dejo el enlace por si hay curiosidad de lo que hacen por allí.
http://www.microresist.de/

[abuelillo]

Re: Amplitud de onda

Ahora coloco el tubo vertical y encarado en el orificio de la mesa. Dejo caer la bola por arriba y entonces la bola sigue el sentido del tubo por la ddp en la direccion que le marquen los obstaculos y el principio de incertidumbre me dice que como intente mover el tubo o agujerearlo para poder ver la trayectoria de la bola, estaré modificando la trayectoria.

Esa es la explicacion divulgativa/intuitiva del principio de incertidumbre, y es incorrecto. No hay nada en la teoria cuantica que diga eso, la precision en las medidas puede ser tan perfecta como queramos o podamos tecnologicamente. La teoria cuantica lo que dice es que hay observables que son incompatibles, este es el caso de la posicion y momento de una particula. No es que no podamos medir con precision posicion y momento, porque al medir la posicion perturbamos la particula y como consecuencia su momento varia. Aunque pudiesemos medir la posicion o el momento sin interactuar con la particula, es decir sin interferirla en absoluto, el principio de incertidumbre se cumpliria igualmente.

[reti]

Re: Amplitud de onda

Entonces agradeciendo de antemano todas las respuestas, presento las preguntas:

a) ¿Podría pasar la EM visible a través de un agujero de 5 nanómetros de diámetro? Bajo las condiciones que se quieran o necesiten.

Saludos

Es una pregunta dificil, Julio, que no se responde .. !asi no mas!

¿ Para que quieres saberlo?

[Julio Ws]

Re: Amplitud de onda

Hola, he seguido buscando información y encontré algo que puede tener relación con el rayo de EM visible y el agujero de 5 nanómetros de diámetro; es la pinza optica, que básicamente sirve para mediante un rayo laser crear fuerzas para mover objetos dieléctricos microscópicos.
http://es.wikipedia.org/wiki/Pinza_%C3%B3ptica

Parece que si es posible que el rayo atraviese el agujero y además no requiera de explicación basada en la mecánica cuantica.
En ese link, en el apartado "El enfoque de optica de rayos" dicen que el movimiento de la partícula atrapada se puede definir:

a) Según la OPTICA GEOMETRICA, si el diámetro de la partícula atrapada es significativamente mayor que la longitud de onda.
b) Según las leyes de los campos EM, porque se cumplen las condiciones del esparcimiento de RAYLEIGH, si la partícula es significativamente más pequeña que la longitud de onda.

http://es.wikipedia.org/wiki/Dispers...3n_de_Rayleigh

Entonces si ahora imagino una placa separadora con un agujero significativamente más pequeño que la longitud de onda, p.e. 5 nanómetros, en un lado de la placa luz visible de longitud 575 nanómetros, en otro lado de la placa una partícula significativamente más pequeña que la longitud de onda, por ejemplo 50 nanómetros.
Si no está la placa de por medio, las teorias utilizadas en la pinza explican como la luz interacciona con la partícula, estando la placa separándolas mediante un pequeño agujero parece que tambíen sea así, aunque posiblemente los efectos sean diferentes.
Otra cosa es que lo que pueda atravesar el agujero, despúes se vuelva a convertir en luz o no.

¿Puede esto ayudar a llegar a la respuesta? gracias

Saludos

[Avicarlos]

Re: Amplitud de onda

Julio Ws: Me caíste del cielo. Soy un ingeniero del año 1950, ignorando por estudios académicos todo lo referente a cuántica. Y 60 años después, ya jubilado me entró la irresistible necesidad de ponerme al día cosa que hago leyendo artículos por la red y foros como éste. Mis preguntas fueron siempre como no podían ser de otro modo, infantiles a los ojos de los licenciado de este siglo XXI. Sin embargo no consigo respuestas a muchas de las preguntas que hago. Una de ellas se inició también con lo de la amplitud de onda. Y siguieron un montón que cuando me refería a cuántica se me respondía por EM y viceversa. Total cada vez me liaba más y mis entendederas se endurecían.
Tu obtención de respuesta tendente a lo por mí imaginado, es pues una gracia que cae como bálsamo.

Te diré que el experimento de la doble ranura de Young, trae de cabeza a todos, estudiantes y entendidos. Sí, por cuanto siempre lo vi explicado por la red con miles de gráficos y vídeos a cual mejor elaborado, con la cantinela de si pasa el fotón por una, o dos rendijas a la vez.
Obvio ahora aquí todo lo dilucidado pero siempre que yo expresaba que la razón del resultado del experimento, se podía explicar perfectamente por óptica, el rechazo lo obtuve directo, como ignorante que soy, o simplemente respuesta tácita.

Viene pues ahora que al menos los Alemanes te dan razones ópticas, que te cuento lo que intuyo. Siempre teniendo en cuenta que es lo que "yo" intuyo, no que sea algo que se sabe o esté en libros académicos.

La idea es que lo que pasa por las rendijas, o poros de la materia, son ondas (no materiales) más o menos troceadas de la partícula (fotón lumínico de energía en los 10^14 Hz) cuando estos poros superan los 10^-24 cm con un grosor no superior al Angström.
En este caso, con alguna probabilidad puede pasar un fotón, que una vez atravesado el poro, reemprende su marcha con la onda íntegra.

Si el poro es de tal tamaño pero el grosor a traspasar es mayor de un átomo, ya tendremos la certeza de que no puede. Y menos podrá cuanto más denso sea el elemento constituyente de este poro.

Si el poro tiene la dimensión justa de la longitud de onda del fotón, casi pasarán todos. Pero irán pasando menos cuanto mayor sea el grosor a atravesar y la densidad del elemento.
Razón, puede ser el roce del fotón (adimensional) con un ámbito de diámetro de poder de interacción de 10^-24 cm con los electrones con quienes tropieza.
Esto lo deduzco de los experimentos con rayos X y gamma para atravesar el plomo.

Concretamente dando respuesta a tu pregunta final, te la doy según mi opinión, que celebraría la comentaran o descalificaran quienes saben, ya que es lo que quisiera indagar.
Los fotones o pasan por la rendija, o no pasan. Si pasan puede ser por paso neto sin interferencias, o por difracción al haber interactuado con algún electrón a su paso. Tanto en un caso como otro, saldrán los fotones de la misma energía lumínica, pero en el primer caso, directos sin desviar su trazado y en el segundo con cualquier dirección.

Saludos de Avicarlos.