问一个光子干涉的量子力学问题 (转载)(全靠学术版了)# Joke - 肚皮舞运动
c*t
1 楼
发在别的版没人回,看来不贴在学术版是没有可能得到解决了。
【 以下文字转载自 Physics 讨论区 】
发信人: coldlight (荧惑), 信区: Physics
标 题: 问一个光子干涉的量子力学问题
发信站: BBS 未名空间站 (Thu May 24 16:39:30 2012, 美东)
我有一定的物理基础,没学过量子力学,但是最近有兴趣翻看了一些。有一点疑问,想请大拿们帮助释疑。
1.经典波动光学里面用波动理论推论出能有光的干涉现象的地方,在量子力学里面也必须能干涉,这个理解没错吧。
2.假设有一束光,被半反射镜分解成两束A和B,然后分别经过几个反射镜后再投射到屏幕上合成,应该有干涉现象吧?
3.假设其中B经过的一个反射镜M,是可以轻、薄、可以自由移动的。那么屏幕上还是应该继续有干涉现象吧?
以上是经典光学内容。下面是量子光学内容。
4.如果光子射在一个反射镜上,而这个反射镜是轻、薄、可以自由移动的,那么反射镜会被光子向后推动。光子自身被反射回去。反射镜获得动量来自入射光子动量,能量来自入射光子能量,那么入射光子被反射回去后应该会有一点点红移。对不对?
5.假定是用的单光子源。这个B反射镜向后的运动,对入射光子是一次观测,我们对这个镜子的运动再进行观测,就可以确定这个单光子是在光束A里,还是在光束B里。对不对?关于这个事,狄拉克在他的书里写(The principles of quantum mechanism,page 8)"One could carry out the energy measurement without destroying the component beam by, for example, reflecting the beam from a movable mirror and observing the recoil".
6.他继续说,"Our description of the photon allows us to infer that, after such an energy measurement, it would not be possible to bring about any interference effects between the two components."他就是说,不会有干涉了。
7.问题来了。任何反射镜都不可能是无限重、无限刚性的。总是有一点可移动性的。可是我们从1,2,3知道,这样的系统,在经典光学下是有干涉的。实验也可以证实是有干涉的。水面上的油,玻璃表面的镀膜,都说明这个。还有牛顿环什么的。可是当我们减轻其中一个反射镜M的重量的时候,根据狄拉克的说法,干涉会消失的。问,要轻到什么程度的时候,干涉会消失呢?在干涉消失之前,这反射镜的后退,不算观测么?不能用来确定光子是在哪个光路里么?
有谁能给我释疑一下呢?谢谢!
这个狄拉克的书,在google books里面有前面几十页的preview。link在这里:
books.google.com/books?id=XehUpGiM6FIC&printsec=frontcover&dq=the+principles+of+quantum+mechanics&hl=en&sa=X&ei=Yqe-T7zOKcS16gHWq4CpCg&ved=0CDwQuwUwAA
【 以下文字转载自 Physics 讨论区 】
发信人: coldlight (荧惑), 信区: Physics
标 题: 问一个光子干涉的量子力学问题
发信站: BBS 未名空间站 (Thu May 24 16:39:30 2012, 美东)
我有一定的物理基础,没学过量子力学,但是最近有兴趣翻看了一些。有一点疑问,想请大拿们帮助释疑。
1.经典波动光学里面用波动理论推论出能有光的干涉现象的地方,在量子力学里面也必须能干涉,这个理解没错吧。
2.假设有一束光,被半反射镜分解成两束A和B,然后分别经过几个反射镜后再投射到屏幕上合成,应该有干涉现象吧?
3.假设其中B经过的一个反射镜M,是可以轻、薄、可以自由移动的。那么屏幕上还是应该继续有干涉现象吧?
以上是经典光学内容。下面是量子光学内容。
4.如果光子射在一个反射镜上,而这个反射镜是轻、薄、可以自由移动的,那么反射镜会被光子向后推动。光子自身被反射回去。反射镜获得动量来自入射光子动量,能量来自入射光子能量,那么入射光子被反射回去后应该会有一点点红移。对不对?
5.假定是用的单光子源。这个B反射镜向后的运动,对入射光子是一次观测,我们对这个镜子的运动再进行观测,就可以确定这个单光子是在光束A里,还是在光束B里。对不对?关于这个事,狄拉克在他的书里写(The principles of quantum mechanism,page 8)"One could carry out the energy measurement without destroying the component beam by, for example, reflecting the beam from a movable mirror and observing the recoil".
6.他继续说,"Our description of the photon allows us to infer that, after such an energy measurement, it would not be possible to bring about any interference effects between the two components."他就是说,不会有干涉了。
7.问题来了。任何反射镜都不可能是无限重、无限刚性的。总是有一点可移动性的。可是我们从1,2,3知道,这样的系统,在经典光学下是有干涉的。实验也可以证实是有干涉的。水面上的油,玻璃表面的镀膜,都说明这个。还有牛顿环什么的。可是当我们减轻其中一个反射镜M的重量的时候,根据狄拉克的说法,干涉会消失的。问,要轻到什么程度的时候,干涉会消失呢?在干涉消失之前,这反射镜的后退,不算观测么?不能用来确定光子是在哪个光路里么?
有谁能给我释疑一下呢?谢谢!
这个狄拉克的书,在google books里面有前面几十页的preview。link在这里:
books.google.com/books?id=XehUpGiM6FIC&printsec=frontcover&dq=the+principles+of+quantum+mechanics&hl=en&sa=X&ei=Yqe-T7zOKcS16gHWq4CpCg&ved=0CDwQuwUwAA