Ci viene detto: 1) che i campi elettrico e magnetico (quest’ultimo è in realtà un campo elettrico traguardato attraverso la Relatività) sono entità realmente esistenti, che sono continui e ovunque presenti e che sono i mattoni con cui è si può costruire la descrizione di ogni fenomeno elettromagnetico; 2) che, così come ogni altra forza naturale, anche le forze elettromagnetiche sono dovute a scambi di particelle e che le particelle delle forze elettromagnetiche sono i fotoni; ogni fenomeno elettromagnetico può dunque essere descritto da scambi di fotoni. A che cosa devo credere? In che relazione stanno i fotoni, che sono discreti, con i campi elettrico e magnetico, che sono continui? Sono entrambi realmente esistenti? Se lo sono, quali sono i loro ruoli?

Innanzitutto i campi elettrico e magnetico sono entita’ continue solo
se i fenomeni che vengono trattati coinvolgono quantita’ fisiche troppo
grandi per rendere evidenti gli effetti quantistici, ma il campo elettrico
e il campo magnetico sono entita’ quantistiche (come tutto in natura del
resto), e, per esempio, posso scambiare energia e quantita’ di moto solo
in pacchetti quantizzati, cosi’ come e’ descritto dalla QED tramite l’introduzione
dei fotoni come quanti del campo EM. E’ importante sottolineare che le
due descrizioni non sono in contraddizione, solo che la descrizione continua,
che solitamente si studia nelle scuole superiori, a Fisica II e che viene
utilizzata in quasi tutte le applicazioni tecniche, e’ enormemente piu’
semplice dal punto di vista matematico, quindi si preferisce usarla ogni
volta che le condizioni lo consentono, tipicamente quando l’energia in
gioco e’ molto grande e non fa molta differenza se si visualizzano i processi
come flussi continui di energia o come scambi di moltissimi pacchetti
piccolissimi di energia.

I campi elettrici e magnetici che si misurano nella vita di tutti i giorni
sono frutto di sovrapposizione di un numero enorme di fotoni, i quali
a loro volta non sono altro che la descrizione in termini di particelle
dell’onda elettromagentica piu’ piccola, nel senso dell’energia, che puo’
essere creata a frequenza fissata. Inoltre devi tenere presente che in
realta’ gli strumenti che si utilizzano per le misure di campi fanno delle
misure che in realta’ sono delle medie, dato che nessuno strumento puo’
fare una misura relativa ad un punto geometrico o un istante temporale,
e quindi i numeri rilevati sono in realta’ delle medie fatte su zone ristrette
di spazio e su intervalli brevi ma finiti di tempo, e quindi non permettono
di apprezzare la natura intimamente oscillatoria, che proviene dal fatto
di essere costituiti da fotoni, dei campi in questione.

A questo proposito puoi consultare altre
risposte
sui fotoni e campi magnetici che sono state date su questo
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