Valaki fel tudna villagosítani az elektromágneses hullámokkal kapcsolatban?

Egy hanghullám, vagy egy vízhullám mechanikai hullám, tehát ott a terjedési közeg részecskéi adják át egymásnak a mozgási energiát.

Ezeknek a hullámok rezgést végeznek valamilyen irányban. Ha ez a terjedés irányával megegyezik, akkor longitudinális hullámról beszélünk. Ilyen pl. a hanghullám, ami löki előre a közeg (pl. levegő) részecskéit, ha az egyik részecske meglökött egy másikat, akkor visszapattan).

Ha nem egy irányú a rezgés a terjedéssel, akkor transzverzáls hullámról beszélünk. Ilyen például egy gitárhúr, vagy egy elektromágneses hullám.

Az elektrodinamika a fényt (és a többi sugárzást) hullámként értelmezi, habár ne egy rugószerűen mozgó mechanikus hullámot képzelj el (és ne is egy spagettit).

Az emh. halad előre fény sebességgel, és a "rezgése" lényegében úgy néz ki, hogy a haladási irány, az elektromos térerősség és a mágneses térerősség változása egymásra merőlegesek.

Képzelj el egy szinusz-hullámot. A maximális kitérése az amplitúdója, ami alatt ugyanabba a fázisba ér vissza (az amplitúdóval négyzetesen arányos a fény intenzitása), az a hossz pedig a hullámhossz (pl. emh-nál lehet ez 400nm, vagy 10km is). Ami alatt megteszi ezt a hullámhosszt, az pedig a frekvencia. Minél kisebb a hullámhossza a fénynek, annál nagyobb az energiája. Ezért van az, hogy csillagoknál a nagy energiasűrűségúek fehéres tartományú fényt, míg a kisebb energiasűrűségűek általában vöröses fényt bocsájtanak ki.

A elektromágneses hullámok rendelkeznek hullám-szerű tulajdonságokkal (polarizálható, kialakulhat interferencia-kép), és részecske-szerű tulajdonságokkal (kvantáltak, azaz foton egységnyi energiaszeletekből áll, Compton-effektus). Tehát (önmagában) egyik szemlélet sem írja le megfelelően a fényt. Egyébként ezzel szimmetrikusan egyéb részzecskéknek (pl. elektron, proton) is lehetnek hullám tulajdonságai.

Azt hiszem, hogy kísérlet nélkül nem tudjuk megmondani, hogy pontosan milyen állapotban, hol "vannak" az emh. fotonjai az adott pillanatban, csupán valószínűségi eloszlást tudunk számolni. Például interferenciás kísérleteknél kicsiben látszólag véletlenszerűen vetülnek ki a fotonok az ernyőre, viszont megfelelő fotonszám mellett kirajzolódik egy adott interferenciakép, aminél már lényegében számítható, hogy milyen pontban milyen intnezitású lesz a fény. Az interferencia lényegében több hullám találkozásakor alakul ki, lényegében ezeknek az eloszlási valószínűségeiknek az összegződése alakít ki egy másfajta eloszlást.

Az érdekesség ott kezdődik, hogy az elektromágneses hullám kvantált, azaz oszthatatlan, egységnyi energiacsomagokból - fotonokból - áll (pl. fotoeffektus). A kétrés-kísérletben viszont a fotonokkal egyenként(!) kísérletezve azt állapítják meg, hogy

-ha részecskeszerű viselkedést várnak el, és azt figyelik meg, hogy melyik résen haladt át, akkor részecskeszerűen 50-50% eséllyen megy át valamelyik lyukon

-ha hullámszerű viselkedést várnak el, és a kísérlet nem tudja megállapítani, hogy melyik résen haladt át a foton, akkor egyetlen foton is úgy viselkedik, mintha saját magával interferálna, mintha mindkét résen átment volna.

Tehát makroszkópikusan értelmezve megfelelő az a kép, hogy hullámfrontként terjednek előre a fényre jellemző sebességgel. Ha ez az értelmezés számodra nem elég, akkor a kvantummechanika felé kell fordulnod.

Itt már nincsenek egyszerű válaszok, mivel egyrészt sok munkát kellene belefektetned, másrészt a tudomány sem tart még az alagút végén, harmadrészt pedig nem feltétlen kell erőltetni az ennyire végletes, absztrakt dolgok vizualizációját.

Ja és Wikipédián keresgélj kulcsszavakat, esetleg ez is hasznos lehet (40 oldal, de nem a képletekre megy rá):

[link]

Illetve találtam most a Wikin egy szösszenetet:

[link]

Nem egy nagy durranás, de van 1-2 másik linkelt cikke, amivel együtt már érdemes elolvasni.