Поляризация фотона

Фотон может характеризоваться двумя независимыми поляризациями. Типы поляризации фотона соответствуют возможным типам поляризации той световой волны, из которой взят данный фотон. [c.80]

Данный опыт хорошо известен в классической оптике. Однако, подобно интерференционному опыту Юнга, он имеет прямое отношение к квантовой физике. Как и в интерференционном опыте, будем уменьшать интенсивность светового пучка до тех пор, пока через поляризаторы не пойдут одиночные фотоны. Рассмотрим проиллюстрированные на рис. 4,6 случаи в применении к одиночным фотонам. Напомним, что поляризация фотона соответствует поляризации световой волны, из которой взят данный фотон. Это означает, в частности, что после первого поляризатора будем иметь линейно поляризованные (в направлении оси поляризатора) фотоны. Вот с этими фотонами и будем далее работать, называя их условно исходными. [c.98]

Прохождение фотонов через поляризаторы. Используя принцип суперпозиции состояний, рассмотрим прохождение фотонов через систему из трех поляризаторов, изображенную на рис. 4.7. Обозначим через ls> состояние поляризации фотона после первого поляризатора. Это состояние можно рассматривать как суперпозицию базисных состояний 1> и 12>, отвечающих двум независимым поляризациям фотона — соответственно вдоль и поперек оси второго поляризатора [c.111]

Поляризационные свойства света наиболее отчетливо проявляются в анизотропных средах, а особенно просто-в одноосных кристаллах. Подробно эти вопросы рассматриваются в оптике. Здесь мы остановимся лишь на явлениях, помогающих разъяснить проблему поляризации фотонов. [c.33]

Так как селективный фотоэффект обусловлен столкновением отдельного фотона с электроном, то понятие поляризации применимо к отдельному фотону, т. е. можно говорить о поляризации фотонов. [c.36]

Фотон. Прежде чем обсудить смысл понятия поляризации фотона, необходимо сделать несколько замечаний о самом понятии фотона. [c.36]

Исторически сложилось так, что линейная поляризация плоской электромагнитной волны характеризуется положением плоскости, в которой колеблется вектор напряженности магнитного поля. Однако при рассмотрении распространения волн в диэлектрических средах обычно анализируется поведение вектора напряженности электрического поля волны. Поэтому в качестве характеристики поляризации фотона удобнее брать плоскость, в которой колеблется вектор S. Эту плоскость и будем называть плоскостью поляризации фотона, если он находится в состоянии линейной поляризации. [c.38]

В качестве первого опыта рассмотрим нормальное падение плоской электромагнитной волны на кристалл турмалина (см. рис. 19), когда вектор S волны коллинеарен оптической оси. Волна без изменения интенсивности пройдет через пластинку. С точки зрения поляризации фотонов этот опыт интерпретируется следующим образом. Каждый из фотонов, падающих на пластинку, находится в состоянии с линейной поляризацией в плоскости, в которой лежит оптическая ось кристалла. Для сокращения словесных выражений говорят также, что фотон линейно поляризован в этой плоскости. При входе в кристалл линейная поляризация фотона сохраняется и он беспрепятственно проходит через кристалл. На выходе из кристалла появляется столько же фотонов, сколько в него вошло. [c.38]

Такая интерпретация достаточно удовлетворительно описывает все количественные закономерности и отвечает на все законные вопросы. Тем не менее такая интерпретация неудовлетворительна. Чтобы в этом убедиться, рассмотрим кристалл (см. рис. 19), в котором оба луча света распространяются без поглощения. Как показывает эксперимент и объясняет электромагнитная теория света, на выходе из кристалла наблюдается эллиптически поляризованная волна. Чтобы это объяснить с точки зрения поляризации фотонов, придется допустить, что на выходе из кристалла фотоны совершают скачкообразное изменение своей поляризации из линейной в эллиптическую, причем обе группы фотонов с различной линейной поляризацией совершают переход в одно и то же состояние эллиптической поляризации. Чтобы построить теорию такого перехода, необходимо считать, что поведение фотонов с взаимно перпендикулярными поляризациями коррелировано между собой, [c.39]

Это было использовано при обосновании закона Малюса. Принцип суперпозиции для электромагнитного поля позволил полностью объяснить все поляризационные явления в кристаллах. Для последовательной интерпретации поляризации фотонов необходимо использовать некоторый аналог принципа суперпозиции для электромагнитных волн. Таким аналогом является принцип суперпозиции состояний. [c.40]

Принимая во внимание, что поляризация является не свойством фотона, а свойством его состояния, напрашивается такая формулировка принципа суперпозиции для поляризации фотонов (см. р ис. 21) состояние поля- [c.40]

Принцип суперпозиции состояний позволяет полностью и непротиворечиво объяснить все явления, связанные с поляризацией фотонов. Состояние падающего на кристалл фотона (см. рис. 19)-это суперпозиция состояний линейной поляризации, одна из которых параллельна оптической [c.40]

По формулам квантовой механики аналогично можно вычислить коэффициент корреляции при произвольном угле между а и Ь и сравнить результаты с экспериментом. Расчет этих корреляций нетрудно провести с помощью формул 36, в частности формул (36.24). Однако нет необходимости приводить здесь соответствующие расчеты и описывать опыты, поскольку наиболее точные последние опыты были произведены в самом начале 80-х годов не со спинами, а с поляризациями фотонов. В теоретическом отношении вопросы о корреляции поляризаций фотонов и спинов совершенно эквивалентны, но в экспериментальном отношении исследование корреляций поляризации фотонов более эффективно и позволяет получить несравненно более надежные результаты. [c.419]

Из (76.10) следует, что фотоны с частотами oj и а>2, движущиеся в противоположных направлениях, линейно поляризованы в одинаковых направлениях. Физическое содержание этого утверждения в классическом понимании поляризации очевидно и не требует пояснений. Однако в применении к фотону в квантовом понимании состояния дело существенно осложняется. Из (76.10) следует, что каждый из фотонов с частотами со, и СО2 находится в суперпозиции состояний линейной поляризации по осям X к К т. е. не имеет определенного направления линейной поляризации, как это также очевидно из исходной формулы (76.9), в которой вектор состояния представлен по базисным векторам круговой поляризации. Тем не менее утверждение об одинаковой линейной поляризации фотонов (О, и (О2 имеет вполне определенный смысл, который выявляется в результате измерения. [c.420]

Измерение линейной поляризации фотонов, в 4 было подробно рассмотрено измерение линейной поляризации фотона с помощью двояко- [c.420]

Результат измерения поляризации фотона, падающего на анализатор I, определяется поляризацией выходящего из анализатора фотона. Если его поляризация коллинеарна а, то результату измерения поляризации приписывается некоторое числовое значение, например + 1 если его поляризация перпендикулярна а, то результат измерения равен — 1. Аналогично обозначают результаты измерения поляризации фотона с частотой Ш2 анализатором II, ориентировка которого характеризуется вектором Ь. Взаимные ориентировки а и Ь произвольны в плоскостях XY. [c.421]

Для вычисления вероятностей совместного появления результатов одновременного измерения поляризаций пары фотонов воспользуемся обозначениями рис. 153. Поскольку линейные поляризации фотонов одинаковы, можно написать [c.421]

Обозначая динамические переменные поляризации фотонов Oj и (Oj соответственно S, и Sj, а их числовые значения при измерениях [c.422]

Следовательно, зная результат поляризации фотона со J на а при 0 = 0, равный, например, 1, можно утверждать, что результат измерения поляризации фотона (Oj на Ь наверняка равен 1. Аналогично, с полной достоверностью при 0 = О и 0 = л/2 связаны и другие результаты измерений, хотя измерение поляризации отдельного фотона дает случайный результат с вероятностями [c.422]

Такой совершенный источник излучения был создан Аспектом и его сотрудниками к началу 80-х годов и позволил осуществить наиболее точные и надежные эксперименты по исследованию квантовых корреляций поляризации фотонов, которые завершили серию работ в этом направле- [c.423]

Эксперименты с одноканальными анализаторами. Измерение поляризации фотона производится посредством фиксации его выхода из соответствующего канала анализатора с помощью фотоэлектронного умножителя и электронной схемы. Для анализа корреляций ФЭУ подключаются в схему совпадений регистрации фотонов, поступающих в соответствующие каналы анализатора. [c.423]

Ввиду своей общности соотношение (25,3) может послужить и для определения спинов других частиц. Соотношения между сечениями прямых и обратных реакций часто применяются и для реакций с участием фотонов. Однако в этом случае их необходимо несколько видоизменить ). В самом деле, хотя спин фотона и равен 1, число различных его проекций равно не 2у- -1 = 3, а только 2 (возможны только две различные поляризации фотона). Отсюда следует, что видоизменение (25.3) носит тривиальный характер множитель для фотона заменяется на 2. [c.143]

Произведя усреднение и суммирование по поляризациям фотона, электрона и позитрона, получим [c.173]

Поляризация фотона. На первый взгляд кажется, что наиболее естественно учесть поляризацию отдельных фотонов отнесением свойства поляризации к отдельным фотонам, т. е. считать, что фотон характеризуется энергией, импульсом и поляризацией. Однако такой подход был бы ошибочным, потому что существуют различные виды поляризации-линейная, круговая, эллиптическая, а один и тот же фотон в зависимости от обстоятельств может обладать любой из этих поляризаций. Поэтому поляризацию необходимо отнести не к свойствам фотона, а к состоя1шю его движения. [c.37]

Теперь рассмотрим случай, когда в падающей по нормали волне линия колебаний вектора i составляет угол Р с оптической осью (см. рис. 21). По закону Малюса (4.1), на выходе из кристалла наблюдается линейно поляризованная волна, линия колебаний вектора в которой параллельна оптической оси, а отношение интенсивности выходящей волны и интенсивности входящей равно os р. Это означает, что отношение числа прошедших через кристалл < )отонов к числу падающих равно os р. Значит, доля sin р падающих на кристалл фотонов поглотилась. Поляризация вышедших из кристалла фотонов отличается от поляризации падающих. Как эти экспериментальные факты интерпретировать с точки зрения поляризации фотонов [c.39]

ЧТО противоречит эксперименту (см. 3). Это доказывает неудовлетворительность интерпретации с помощью скачков поляризации фотонов. К этому надо добан1Ить, что описание стационарного состояния (а речь идет именно о состоянии неизменного по времени явления) с помощью скачков из одного состояния в другое неудовлетворительно с принвдпиальной точки зрения. [c.40]

Реальный эксперимент отличается от идеального в первую очередь тем, что вместо бесконечно малого телесного угла, в котором регистрируются фотоны, необходимо для повышения эффективности системы регистрировать фотоны, испускаемые источником в возможно больший телесный угол. Как показывает теория и свидетельствует эксперимент, поляризация фотонов заметно не изменяется даже при углах 50-60° к оси и поэтому можно использовать для эксперимента большие телесные углы. В реальных условиях использовались углы около 30°. Источник пар фотонов располагался в фокусе собира- [c.423]

Качественно понять природу и оценить порядок величины лэмбовского смещения можно из след, соображений. Нулевые колебания эл.-магн. поля напряжённости -E = 5jKj. ц ехр(—i D/ji) (А п fi — соответственно волновой вектор и поляризация фотона частоты (о/1=с/с) вызывают дрожание электрона со ср. значением квадрата амплитуды [c.621]

Две следующие строчки содержат пропагаторы полей, а затем в правилах соответствия фигурируют вектор поляризации фотона е (А) и неквантованные дираковские спиноры 0(р), и(р), являющиеся решениями свободного Дирака уравнения и отвечающие электронам и/или позитронам) в начальном и конечном состояниях. [c.279]

Энциклопедия по машиностроению XXL

Оборудование, материаловедение, механика и ...