Luce: teoria ondulatoria e teoria quantistica

[vitoge478]

Sto studiando la luce relativamente alla doppia teoria: quella ondulatoria e quella dei quanti fotonici. Vediamo se ho capito bene. Fissiamo per es. una radiazione di una certa frequenza, supponiamo corrispondente al colore rosso.
- Se aumenta l'intensità (energeticamente parlando) della radiazione, ragionando con la teoria ondulatoria, vuol dire che, a parità di frequenza, aumenta l'ampiezza
- Se aumenta l'intensità della radiazione, ragionando con la teoria dei fotoni, vuol dire che aumenta il numero di fotoni h*f (con h costante di Planck).
E' così?

[Dragon God]

Vedila così: dal principio di Einstein \(\displaystyle E= mc^2 \) puoi vedere che c'è una dipendenza diretta tra massa ed energia, dunque all'aumentare di una aumenta l'altra. Ora se tu ragioni in termini di onde l'intensità è direttamente proporzionale al campo che emana (poichè l'onda deve essere polarizzata per calcolarne l'intensità) e lo stesso campo è proporzionale alla sua ampiezza. Ora siccome sai che \(\displaystyle I \alpha E^2 \) allora sai che l'ampiezza aumenta. Ovviamente a parità di frequenza questo è il must poichè altrimenti sarebbero sfasate le componenti. Per la seconda parte tu consideri la luce a livello fotonico e quindi sai che l'energia aumenta con il numero di fotoni. Questo è vero ma non ne è la conseguenza dell'aumento dell'intensità: l'aumento è causato dal fatto dell'aumento della frequenza, poichè l'energia in questo caso è data, per singolo fotone, da \(\displaystyle E= hv \) con v la frequenza del fotone. Ovviamente l'energia totale, considerando ogni fotone indipendente dall'altro, è data da \(\displaystyle Etot= nhv \). Questa teoria è vera tuttavia solo classicamente, quantisticamente è molto più complicato il discorso.

[mathbells]

"franco11":- Se aumenta l'intensità (energeticamente parlando) della radiazione, ragionando con la teoria ondulatoria, vuol dire che, a parità di frequenza, aumenta l'ampiezza
- Se aumenta l'intensità della radiazione, ragionando con la teoria dei fotoni, vuol dire che aumenta il numero di fotoni
E' così?

direi di sì. Precisando che aumenta il numero di fotoni emessi dalla sorgente nell'unità di tempo. La frequenza del singolo fotone rimane la stessa di prima.

"Dragon God":...l'aumento è causato dal fatto dell'aumento della frequenza, poichè l'energia in questo caso è data, per singolo fotone, da E=hv con v la frequenza del fotone

Direi di no. Vedi sopra.