¿Por qué la luz viaja en línea recta si el principio de incertidumbre es cierto?

Question

He preguntado esto en diferentes sitios web y nunca he obtenido una respuesta que un profano pueda entender. La mayoría de la gente se limita a decir que la luz no tiene trayectoria y luego hacen un gesto con las manos. Si la luz no tiene trayectoria, ¿cómo podemos recibir corrientes coherentes de fotones procedentes de miles de millones de años luz que se alinean para producir una imagen?

Answer 1

Si se modela la propagación de la luz utilizando el Principio de Huygens-Fresnel se supone que no sigue (clásicamente) líneas rectas. Las líneas rectas de la óptica de rayos son las trayectorias en las que la luz que sigue trayectorias cercanas a la línea permanece en fase. "Cercana" significa que la coincidencia de fase es lo suficientemente buena como para que la onda sumada tenga un aumento considerable de amplitud.

Cuando haces esto cuantitativo, modelas con éxito los fenómenos de difracción, incluido el "límite de difracción" de la óptica. Y cuando esto se traslada al ámbito cuántico, se obtiene el principio de incertidumbre. El principio de incertidumbre posición/momento para los fotones es exactamente el mismo, matemáticamente, que el límite de difracción para la resolución de los telescopios.

Answer 2

El principio de incertidumbre de la mecánica cuántica establece que existe un límite fundamental a la precisión con la que pueden medirse simultáneamente determinados pares de propiedades físicas, como la posición y el momento. Sin embargo, esto no significa que la luz no pueda viajar en línea recta.

La luz es una onda electromagnética que se propaga por el espacio mediante la oscilación de campos eléctricos y magnéticos perpendiculares entre sí y a la dirección de propagación. La naturaleza ondulatoria de la luz está bien establecida y se ha estudiado ampliamente, tanto teórica como experimentalmente. En el vacío o en un medio uniforme, la luz viaja en línea recta a velocidad constante, lo que constituye uno de los principios fundamentales de la óptica clásica.

El principio de incertidumbre se aplica al comportamiento de las partículas a nivel cuántico, donde el comportamiento de las partículas individuales puede describirse mediante funciones de onda que presentan dualidad onda-partícula. Sin embargo, la dualidad onda-partícula de la luz no afecta a su capacidad para viajar en línea recta, ya que este comportamiento puede describirse mediante la teoría ondulatoria clásica de la luz.

En resumen, aunque el principio de incertidumbre es cierto y afecta al comportamiento de las partículas a nivel cuántico, no impide que la luz viaje en línea recta, lo que puede explicarse mediante la teoría ondulatoria clásica de la luz.

Answer 3

Todo se desplaza en línea recta a menos que actúe una fuerza sobre él. El principio de incertidumbre no tiene nada que ver.

Answer 4

Desde mi limitado entendimiento, ten en cuenta que nunca he tomado un curso de física, leído un libro de física o tenido una discusión sobre física.

Creo que el problema aquí es que crees que la luz sólo puede viajar en línea recta. Creo que las partículas de luz son más bien omnidireccionales. Piensas en la luz como un punto, . cuando se mira de frente y una línea, --- al verlo viajar.

Creo que una mejor comprensión de la luz es que es omnidireccional, así que cuando la miras venir directamente hacia ti, va en todas direcciones, * como una bola formada por millones de líneas rectas empaquetadas y como una masa en expansión con una concentración cada vez menor al viajar *** esta dispersión de energía sigue el efecto Fibonacci y mandala de decaimiento exponencial. (probablemente equivocado. Como dije, soy bastante tonto).

Teniendo esto en cuenta, un rayo de luz que viaja por el espacio puede verse desde todas las direcciones, pero como la luz es una partícula con una masa física, puede quedar atrapada en campos gravitatorios y otras cosas similares que pueden afectar a su dirección. No te olvides del entrelazamiento cuando pienses en esto.