Естественные науки

Какая скорость у фотона, а какая у волны? Может ли фотон быть одновременно в разных местах Вселенной или имитировать её?

.

Один фотон, у которого строго определен импульс, по принципу неопределенности Гейзенберго имеет совершенно неопределенную координату, то есть может находиться в любой точке Вселенной. То есть он не одновременно находится в разных точках пространства, а имеется вероятность найти его в той или иной точке пространства.

Это с точки зрения квантовой механики.

А с точки зрения классической физики, аналогом фотона со строго определенным импульсом является монохромная электромагнитная волна. Раз она монохромная, то значит, она бесконечная (иначе там будут разные частоты). Поэтому в классической физике электромагнитная волна, соответствующая одному одиночному фотону, заполняет всю Вселенную.

.
ДБ
Дмитрий Багаев
78 952
Лучший ответ
ЕСТЬ ТАКАЯ ВЫДУМКА

но...
по утверждению некоторых учОных фотоном может быть лишь электромагнитная волна оптического диапазона
любым иным э\м волнам фотонами быть строго запрещено!

опять же, есть строго научный факт = фотоны НЕ СУЩЕСТВУЮТ!

и чЁ теперь?
Людмила Глухова В принципе какая разница как обозвать? А что существует не в оптическом?
Наталья Скурихина А у вас какая теория и какие у нее есть ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНЫЕ доказательства?
Фотон это условная порция электромагнитной волны в электромагнитном поле, равна инвариантной скорости света в вакууме, нет не может быть в разных местах вселенной.
Елена Бубнова А как же принцип неопределённости Гейзенберга?
Для одного фотона Δt ≥ v/(4π ), то есть, его положение неопределено в области пространства размером не менее, чем с*Δt.
Да и интерференция в Опыте Юнга сохраняется, даже если источник настолько слабый, что фотоны летят на щели по одному.
Фотон это квант энергии электромагнитного излучения.
Один фотон
- переносит энергию E=hν, где h - постоянная Планка, ν - частота электромагнитного излучения.
- двигается со скоростью света.
- не имеет массы покоя
- не несёт заряда
- не локален (запрещено соотношением неопределённости Δt ≥ v/(4π ), то есть, размазан по области пространства размером не менее, чем с*Δt.
- не взаимодействует с другими фотонами.

А вот ансамбль фотонов
- описывается статистикой Бозе-Эйнштейна
- проявляет волновые или корпускулярные свойства в зависимости от условий наблюдения. В том числе, может быть описан в виде распространяющейся электромагнитной волны.
- обычно эллиптически поляризован в классическом смысле. Крайние случаи эллиптической поляризации - линейная и круговая. Пример - излучение лазера. Смесь двух поляризаций (например, горизонтальной и вертикальной) - это два разных ансамбля фотонов. Пример - солнечный свет. Возможно создание ансамбля фотонов, состояние поляризации которого не имеет аналогов в классике. Пример - преобразование частоты вниз в нелинейном кристалле, когда из одного фотона рождаются два фотона с половиной энергии исходного. Такие ансамбли используются в квантовой криптографии.

Имитировать вселенную фотон не может
Грубо говоря, фотон действительно может быть "размазан" по пространству. То есть можно считать, что он находится в разных местах. Хотя, конечно, это весьма сильное упрощение.

Похожие вопросы