Почему частота отдельного фотона совпадает с частотой электромагнитной волны, которую создаёт поток фотонов?

Question

В принципе эти частоты имеют разный смысл и сущность. Частота фотона связана с его энергией и импульсом, интерференционной картиной в щелевом эксперименте. Частота же электромагнитной волны связана с длиной волны, расстоянием между максимумами напряженностей электрического и магнитного поля вдоль направления движения волны а также периодом колебания этих полей в неподвижной точке пространства. Почему эти частоты равны между собой по величине?

Answer 1

Фотоны, в потоке света, это частицы э/м поля, которые составляют энергию волны. hv или hс/y  (у-длина волны). Отсюда связь между частотой и длиной волны, а равенство частот - через энергию.

Answer 2

Смысл у электромагнитной волны и фотона одинаковый, потому что фотон - это минимальный элемент электромагнитного поля, можно сказать кирпичик.

Рассуждаем логически. Здание построенное из белых кирпичей в итоге имеет белый цвет, из жёлтых кирпичей - жёлтый цвет. Линия, состоящая из красных точек имеет красный цвет и т.д. Всё логично, так и должно быть. Я бы сильно удивился если было бы по другому.

Тоже самое и с электромагнитным полем. Например в светодиоде, в результате квантовых переходов высвобождаются фотоны с определённой энергией, импульсом, длиной волны, соответствующей например красному цвету. В сумме эти фотоны создают электромагнитную волну той же длины волны, что и одиночные фотоны. Всё логично, так и должно быть.

Comments

Можно вспомнить историю вопроса. Ультрафиолетовая катастрофа. Черное тело прекрасно излучает электромагнитные волны. Но если внимательно приглядеться к спектру, то выясняется, что спект именно такой, поскольку  "энергия испускается и поглощается не непрерывно, а отдельными квантами". И переходим к фотону.