23097

Квантування електромагнітного поля. Фотони

Доклад

Физика

Квантування електромагнітного поля. Ейнштейн першим звернув на це увагу і намагався теоретично обґрунтувати дискретність електромагнітного випромінювання. Ейнштейн показав що ймовірність мати енергію для електромагнітного випромінювання буде: . Для електромагнітного випромінювання: .

Украинкский

2013-08-04

87 KB

12 чел.

30. Квантування електромагнітного поля. Фотони.

Експерименти з короткохвильовим випромінюванням ( рентгенівські і гамма-промені ) показали, що світло мусить мати корпускулярні властивості. Ейнштейн першим звернув на це увагу і намагався теоретично обґрунтувати дискретність електромагнітного випромінювання. Розглянемо об’єм , в якому в межах його частини  відбуваються флуктуації. Ймовірність знайти n частинок в об’ємі , вважаючи, що рухи цих частинок не скорельовані,  .  Ейнштейн показав, що ймовірність  мати енергію  для електромагнітного випромінювання буде:    .             Прирівнюючи ці два результати, бачимо, що світло поводить себе як сукупність   частинок.  Ці частинки називаються фотонами.   Нехай ми маємо флуктуації енергії  .      Для електромагнітного випромінювання:   .      Для сукупності фотонів: .       Для пояснення поведінки системи для довільних довжин хвиль Планк об’єднав два закони і отримав: .   Таким чином при великих довжинах хвиль світло проявляє хвильові властивості, а при малих – корпускулярні.   Для опису електромагнітного поля використовують уявлення про нескінченну систему осциляторів. Тоді, вважаючи, що поле це і є ця система, можна записати для нього гамільтоніан і розв’язати квантово-механічну задачу. Ця процедура зветься квантуванням електромагнітного поля. Гамільтоніан системи матиме вигляд:

,      – частота.   Скориставшись операторами народження (  ) і знищення (), можна переписати  в наступному вигляді:

      ;                      

 ;                                                                  

Записавши задачу на власні значення, можна знайти, врахувавши властивості  і :

тут    – кількість фотонів з даними   і  (вектор поляризації). Отже, в результаті квантування електромагнітного поля ми побачили, що його квантами є фотони, які мають енергію  .


 

А также другие работы, которые могут Вас заинтересовать

3945. Дослідження роботи ЦАП і АЦП 427.5 KB
  Дослідження роботи ЦАП і АЦП Мета роботи: Виведення функціонального призначення мікросхем КР572ПА2, КР572ПВ1. Отримання навиків у експерементальному дослідженні роботи мікросхем ЦАП і АЦП. 2. Короткі теоретичні відомості: Аналого-цифровий пере...
3946. Перевезення вантажів змінними полупричепами 46.5 KB
  Перевезення вантажів змінними полупричепами. Мета роботи: Визначити необхідне число АТЗ для перевезення методом змінних полупричепів. Вхідні данні: Залізобетонні вироби з ДБК на будівництво перевозиться на автопоїздах (тягачах) марки КамАЗ-5410 з по...
3947. Защита информации с помощью пароля 18.2 KB
  Защита информации с помощью пароля Цель работы: исследование защиты с применением пароля, а также исследование методов противодействия атакам на пароль. Ход работы: Производим установку демо-версии программы ARCHPR на персональный компьютер. Пр...
3948. Особенности детерминизма и индетерминизма 78 KB
  Детерминизм и индетерминизм 1.1. Детерминизм: основные этапы развития Методологический принцип детерминизма является одновременно и основополагающим принципом философского учения о бытии. Сам термин "детерминация" происходит от латинского determi...
3949. Педагогические условия формирования экологической культуры младших школьников в ходе работы кружка Юный эколог 358.5 KB
  Введение Проблема экологического воспитания является в настоящее время актуальной. До определенного времени воздействие человека сглаживалось процессами происходящими в биосфере, но в настоящее время человек стоит на грани экологического кризиса. На...
3950. Элементы художесственного творчества на уроках развития речи в начальной школе 291.5 KB
  Введение Система уроков развития речи — один из основных элементов общего языкового и нравственно-эстетического воспитания младших школьников. Культура речи не ограничивается только грамотностью письма, правильным произношением, а непременно вы...
3951. Дослідження комбінаційних схем з багатьма виходами 429.72 KB
  Лабораторна робота №14 Тема: дослідження комбінаційних схем з багатьма виходами. Мета: синтезувати комбінаційні схеми з багатьма виходам на прикладі дешифраторі та шифраторів, дослідити роботу цих пристроїв Теоретичні відомості Дешифратор...
3952. Дослідження регістрів 429.31 KB
  Лабораторна робота №13 Тема: дослідження регістрів. Мета: побудувати регістри на основі різних видів тригерів. Теоретичні відомості Регістрами називаються послідовнісні цифрові пристрої (ПЦП), які використовується для зберігання і виконання деяких л...
3953. Синтез мультиплексорів та демультиплексорів 412.29 KB
  Лабораторна робота №15 Тема: синтез мультиплексорів та демультиплексорів Мета: спроектувати комбінаційні схеми і дослідити роботу мультиплексора та демультиплексора. Теоретичні відомості. Мультиплексор призначений для комутації в певному порядку на...