Фотонно-волновой/частичный дуализм

Ответ Анны v совершенно правильный, но простое объяснение проблемы тонкой пленки состоит в том, что лучи на самом деле являются волнами, имеющими ширину, поэтому они перекрываются.

Так что да, луч представляет собой волну, «сосредоточенную» вокруг этого вектора. В небольшой области пространства вы можете аппроксимировать более реалистичную волну как распространяющуюся только в прямом направлении, точно так же, как луч.

Говорят, что два результирующих луча конструктивно интерферируют, что меня смущает. Два луча явно параллельны, но не совпадают, так как же они вообще интерферируют?

На самом деле вы смешиваете три разных физических представления о поведении света, каждая из которых самосогласованна и плавно переходит в другую в области достоверности.

Существует классическая структура электромагнитных волн, где свет — это электромагнитная волна, амплитуда которой меняет электрические и магнитные поля по мере продвижения волнового фронта.

Лучи представляют собой геометрическое представление того, как классический волновой фронт движется и передает свою энергию, и полезны для построения оптических конструкций.

Фотоны — это элементарные частицы, которые создают наблюдаемые макроскопически электромагнитные волны. Как дискретные частицы они описываются содержанием энергии, определяемой частотой E=h*nu, где частота nu также является классической частотой волны изменяющихся электрических и магнитных полей.

Я думаю, что моя проблема в том, что я представляю свет как один луч с линейно колеблющимся магнитным полем — как правильно обращаться с этими лучами? Являются ли они фотонами?

Лучи — это геометрическое представление фронта волны, направления распространения энергии. Они не фотоны и не следующие

Или это небольшие экземпляры волнового фронта?

Они показывают направление волнового фронта.

Я слышал о принципе Гюйгенса, но в этом случае мы представляем одиночные лучи в конце, поэтому я убежден, что они действительно ЯВЛЯЮТСЯ лучами, и в этом случае они будут фотонами, а проблема интерференции будет результатом дуальность волна/частица.

Несмотря на то, что интерференционная картина плавно переходит от структуры отдельных фотонов к классической структуре электромагнитных волн, лучи НЕ являются фотонами. Волна состоит из миллионов фотонов, и лучи показывают геометрическую прогрессию волны.

Единственная другая мысль, которая у меня возникла в отношении интерференции, заключается в том, что, в отличие от того, чтобы смотреть на лучи как на одномерные лучи, они могут быть своего рода представлением волны, «центрированной» вокруг этого вектора, но это не так. тоже есть смысл.

Лучи ничего не могут сказать вам об интерференции, потому что для интерференции нужно волновое уравнение, а лучи не являются решениями волнового уравнения. Они представляют собой геометрическое представление распространения энергии фронта волны, состоящей из миллионов фотонов.

Когда свет падает на поверхность, на нее попадают миллионы фотонов. Таким образом, классическое представление электромагнитных волн — это разумный способ изучения интерференции фотонов в лаборатории.

Если кто-то интересуется дуальностью фотон-частица/волна, он должен смотреть на отдельный фотон в данный момент. В эксперименте с двумя щелями одиночные фотоны со временем создают одинаковую интерференционную картину (второе видео) . На этом микроскопическом уровне это квантово-механическая функция вероятности, которая описывает интерференционную картину от элементарных частиц, называемых фотонами. Он сочетается с классическим волновым описанием электромагнитных волн. Можно увидеть аналогичную интерференционную картину, построенную отдельными электронами за раз.