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Titolo: Fotoni ed onde E.M.

Ho sentito dire che "il fotone è il Quanto del campo elettromagnetico..."
Quanto c'è di veritiero in questa affermazione?
Che relazione intercorre tra fotone e radiazione elettromagnetica?
La radiazione può avere una continuità radiante (essendo una onda) ? Il
fotone è distinto e contenuto... come può mantenere la continuità...?
L'energia E.m. si misura col vettore di Pointing... è esso connesso in alcun
modo alle unità fotoniche?
Grazie.

Che relazione intercorre tra fotone e radiazione elettromagnetica?
E' vero, la teoria dei campi sostiene che il fotone sia il quanto del campo
elettromagnetico, e su questo non ci piove!
Bisogna però fare differenza tra questo fotone e quello relativo alle onde
elettromangetiche!
Infatti, se un atomo per esempio per passare da un livello energetico ad un
altro emette (o assorbe) un fotone, e questo fotone è rivelabile dai nostri
sistemi di acquisizione tramite una semplicissima spettroscopia, il
cosiddetto quanto è faccenda ben più complicata.
In breve, abbiamo una carica elettrica nello spazio, ferma o in moto non ci
interessa. Essa genererà un campo: se  immergiamo in questo campo un'altra
carica, queste due sentiranno l'interazione e devieranno dalle loro
traiettorie: in pratica ci sarà un trasferimento di impulso da una carica
all'altra (o viceversa, è la stessa cosa).
Questo trasferimento di impulso deve venire trasportato da una qualche
particella, un bosone di gauge, e questa è il fotone; ma non quello classico
che conosciamo tutti bensì virtuale (il modulo quadro del suo quadriimpulso
è negativo, mentre dovrebbe essere uguale alla sua massa, cioè zero, vedi
relatività ristretta - condizione di mass shell). E' come se avesse massa
immaginaria m^2<0.
In pratica questa è una particella virtuale, non rivelabile se non
attraverso gli effetti che ha sulle cariche in questione, esistente solo in
quel breve peiodo che dura l'interazione, nei limiti del principio
d'indeterminazione of course.
Spero in qualche maniera di essere stato esauriente, anche se l'argomento è
vasto!
Credo che il Landau "Teoria dei campi" può darti qualche informazione in
più!
Stefano S.

particelle)
Ma dalle eqz di Maxwell (che descrivono completamente la teoria ondulatoria
della luce e sono coerenti con la relatività) non si può dedurre alcun
"pacchetto d'onde".
Semmai il pacchetto d'onde di cui parliamo e' la funzione d'onda del fotone.
Insomma io non vedo come si possa mettere d'accordo Maxwell e la MQ; funzionano
entrambe le teorie, in situazioni diverse.
O sbaglio?
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Marco Coletti
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 entrambe le teorie, in situazioni diverse.
La vera differenza e' nel fatto che la MQ si basa sulla probabilita' di
trovare un fotone in un punto dello spazio. La funzione che descrive questa
probabilita' corrisponde classicamente proprio alla soluzione dell'eq di
Maxwell!


 Maxwell!
Ciao, non e' completamente vero. Le funzioni d'onda sono complesse,
le soluzioni classiche delle equazioni di Maxwell sono invece
reali (almeno quelle che si interpretano direttamente in senso fisico).
Inoltre parlare di funzione d'onda del fotone e' abbastanza pericoloso
perche' ci sono dei problemi a definire l'operatore posizione... Poi ci
sono problemi sulla definizione dello spazio di Hilbert del fotone che
se uno costruisce troppo ingenuamente partendo dalla "naturale"
identificazione tra funzioni d'onda e soluzioni delle equazioni di
Maxwell risulta avere una prodotto scalare non definito
positivo...(anche prendendo solo la parte a "frequenza positiva"
dei pacchetti).
In qualche modo, il campo classico di Maxwell (almeno il
quadripotenziale), dovrebbe corrispondere al valor medio dell'operatore
di campo quantistico valutato su stati quantistici "coerenti", che sono
stati ad un numero imprecisato di particelle.  
Ciao, Valter Moretti

 Maxwell!
Nell'eq di Maxwell si parla solo di campi : il fotone non e' neanche definito e
quindi certo non si puo' misuraci qualcosa...
La MQ poi mi sembra che non si basi sulla prob.ecc.ecc. ma tenti di spiegarlo
proprio perche' la soluzione di Maxwell e' un onda nentre l'evidenza mostrava
comprtamenti corpuscolari e quantizzazioni che non erano spiegabili.

 comprtamenti corpuscolari e quantizzazioni che non erano spiegabili.
Tra i fondamenti della meccanica quantistica c'e' proprio l'abbandono della
realta' deterministica, tanto per citare un aspetto pensa al principio di
indeterminazione. Qualunque osservabile non ha un valore preciso ma solo una
distribuzione di probabilita'.
Sono daccordo sul fatto che la meccanica quantistica spiega fenomeni
inspiegabili classicamente ma questo che cosa c'entra? Le equazioni di
Maxwell non sono certo sbagliate, anzi e' sorprendente come una teoria cosi'
rivoluzionaria come la MQ sia perfettamente conciliabile con le E.d.M.
Insomma al fotone (MQ) e' associato un campo. Questo campo segue le E.d.M.
Ora Maxwell non aveva intutito la natura corpuscolare associata al campo, ma
ha dato una descrizione, ripeto RELATIVISTICA, del campo in questione.

meccanica quantistica o il concetto di fotone?
No certo ma di fatto Marconi e' stato fortunato visto che non avrebbe avuto
nessuna possibilita' di captare il suo segnale perche' aveva sbagliato pure
lui e fortuna volle che ci fossero tutte le particelle inviate dal Sole ad
aiutarlo che lui ignorava e senza le quali avrebbe fallito
Il resto va bene ma ribadisco che l'eletromagnetismo e' sbagliato come
interpretazione della realta' : le fenditure di young e altri esperimenti lo
hanno abbastanza chiarito come pure il fatto che funzioni nelle grosse
approssimazioni che sappiamo ma la REALTA' (ammesso di conoscerla) e' ben
diversa e spiegata sufficientemente solo dalla MQ

 distribuzione di probabilita'.
Ma il Principio di indeterminazione non dice che esiste una relazione
ben precisa tra le precisioni con cui è possibile ottenere due grandezze
cosidette coniugate? Questo non credo significhi che non sia possibile
conoscere con precisione una delle due ma solo che l'altra sarà
praticamente sconosciuta. Sbaglio?
EMG