KS 293 wyśw. 01-03-2022 21:00

Intefrencja fal elektomagnetycznych

Emitujemy dwa fotony, "których fale" znajdują się w przeciwnych fazach, wedle falowej natury, powinna zajść destruktywna interferencja, światło jendak można traktorać również jako cząstkę. 



1. Czy jeśli rzeczywiście zajdzie interferencja, to czy światło "nie będzie widoczne"? (Zakładamy że fotony mają kolor zauważalny dla ludzi)




2. Jeśli światło rzeczywiście będzie niewidoczne, to co stanie się z rozważanymi fotonami? Wedle zasady zachowania energii nie mogą zniknąć, więc co sie wydarzy?


Intefrencja fal elektomagnetycznych Dodaj post do ulubionych Poproś o pomoc
s.gugula 02-03-2022 18:17

Tak jak wspominałem na zajęciach, to pytanie faktycznie ociera się bardzo blisko o mechanikę kwantową i dlatego zapewne nie jest to łatwe do wyjaśnienia - sam zresztą nie jestem specjalistą w zakresie elektrodynamiki kwantowej, ale zagłębiając się nieco w temat można dojść do takich szybkich wniosków: po pierwsze pojedynczych fotonów nie można za bardzo traktować jako po prostu fal elektromagnetycznych w takim sensie w jakim obrazowaliśmy je na zajęciach. Mówi się czasem, że taki foton reprezentuje raczej jakiś pakiet falowy, a taką falę tworzy jakiś cały strumień fotonów. A zatem takie dwa fotony nie mogą interferować ze sobą w taki sposób, że globalnie w całej przestrzeni będziemy mieli wzajemne wygaszenie - toteż one nie znikają i nie ma problemu z zachowaniem energii. Można natomiast doprowadzić do interferencji fal świetlnych w taki sposób, żeby w istocie pojawiły się obszary wzajemnego wygaszenia, co potwierdza np. doświadczenie z wykorzystaniem interferometru Michelsona-Morleya (można sobie to wygooglać).

Cała sprawa z zachowaniem fotonów i dualistyczną naturą światła jest oczywiście bardzo rozległy i to jest w zasadzie cała odrębna dziedzina fizyki, tak jak wspomniałem zresztą podpadająca pod mechanikę kwantową, więc nie chciałbym spłycać zbytnio tego problemu. W internecie (np. na stronce physics.stackexchange.com - fajne forum gdzie można znaleźć odpowiedzi na naprawdę wiele pytań) można znaleźć bardzo wiele tematów związanych z tym zagadnieniem, np. wpisując frazę "why can't photons cancel each other" dostaniemy takie wyniki: KLIK - juz na samym początku mamy kilka tematów ze wspomnianego forum (w języku angielskim), gdzie sprawa ta dyskutowana jest bardzo obszernie i z bardzo różnych stron analizowana - nie przekopywałem się rzecz jasna przez to wszystko, ale wydaje mi się, że wskazanie tego jako dobrego miejsca do ewentualnego rozwinięcia tematu jest dobrym posunięciem.


KS 02-03-2022 20:51

Dziękuję bardzo, chętnie skorzystam ze wspomnianej stonki :)

Pozdrawiam