¿Cuál es la evidencia que muestra que la luz es una onda, una partícula y ambas?

Answer 1

¡Oye, Chris del podio de Mad Scientist aquí!

Como han dicho otros, todo se reduce a cómo se mide la luz. El experimento más famoso es el experimento de la doble rendija, que mostró que si disparas luz a una película fotoluminiscente sin nada delante del rayo, se parece a una sola corriente de partículas. Por otro lado, si coloca una abertura de doble rendija delante de ella, se comportará como una onda (creando un patrón de onda en la película fotoluminiscente).

Por otro lado, cuando observa la cantidad de energía luminosa que se necesita para eliminar un electrón de un átomo, no funciona como si estuviera agregando energía de una manera lineal (por ejemplo, con cada kJ de energía luminosa 1). Se excita kJ de energia electronica o algo asi). En su lugar, funciona como un patrón de paso en la energía. Entonces, entre 0–1 kJ, por ejemplo, no ves excitación, pero una vez que alcanzas justo por encima de 1 kJ, ves un salto. Luego, entre 1 y 2 no ves nada, hasta que alcanzas por encima de 2 y otro salto. Estos saltos de energía son los cuantos o la pieza de energía en una sola pieza cuántica de luz, ¡y por eso decimos que es como la luz que actúa como una partícula! Una buena analogía es como tratar de llenar un balde con agua de una manguera en lugar de usar agua de una taza que está llenando con la manguera. Con la manguera, el relleno es lineal y suave. Sin embargo, si la taza se llena primero, solo se agregarán agua en forma de 1 “taza” o agua. Esto es similar a la energía de la luz, donde la taza aquí es la cantidad de energía en un solo fotón. Por otro lado, en algunos casos, la luz parece actuar como una transición suave (aunque generalmente esto ocurre cuando estamos observando cambios de energía tan grandes y prolongados que no se puede decir que la taza se está llenando de manera discreta).

Answer 2

Partícula: El efecto fotoeléctrico. Efecto fotoeléctrico

Onda: Difracción. Difracción – Wikipedia

Ambos: el experimento de Young. Experimento de doble rendija – Wikipedia: puede reducir la intensidad de su fuente de luz hasta donde le sea posible, hasta que solo salga un fotón cada pocos milisegundos. Ahora use un detector lo suficientemente sensible como para captar fotones individuales, y seguirá viendo el patrón de difracción en la probabilidad de detección de fotones, sin importar qué tan baja sea la intensidad. En otras palabras, sus fotones tenían forma de onda cuando se difractaban (y no puede hacerlos como partículas aquí, no importa cómo lo intente) y como partículas cuando se detectaron.

Answer 3

El experimento de la doble rendija: solo se puede explicar si consideramos que la luz es una onda. Por lo tanto, es nuestra evidencia de que la luz se comporta como una onda.

Efecto fotoeléctrico: solo se puede explicar si consideramos que la luz está compuesta de “partículas”, específicamente unos cuantos de energía llamados fotones. Entonces, es nuestra evidencia de que la luz también se comporta como partículas.

Answer 4

Hace años hice un arte basado en esa pregunta. Es solo un intento simple y rudo de abordar un detalle fascinante de nuestro mundo.