Студенческий форум Физфака МГУ > Еще раз об опыте Майкельсона

Помощь - Поиск - Пользователи - Календарь

Полная версия этой страницы: Еще раз об опыте Майкельсона - Морли

Студенческий форум Физфака МГУ > Наука физика > Проверка теорий на прочность

Страницы: 1, 2, 3, 4, 5, 6

Munin

6.5.2008, 9:37

Цитата(Homo Sapiens @ 5.5.2008, 23:03)

$p_{\gamma_{initial}} \geq 2m_e$

А тогда и никакой диаграммы не надо :-)

Homo Sapiens

6.5.2008, 10:01

Цитата(Munin @ 6.05.2008, 9:37)

А тогда и никакой диаграммы не надо :-)

пардон, не понял?)

Munin

6.5.2008, 10:30

Ну если это условие наложено на систему исходных фотонов, то в конце _имеет_право_ получиться пара электрон-позитрон, независимо от конкретных диаграмм, по которым произойдет это превращение. Например, диаграмма, отличающаяся от указанной вами переменой мест электрона и позитрона (и все, практически. Остальное - поправки высших порядков).

Homo Sapiens

6.5.2008, 10:49

Цитата(Munin @ 6.05.2008, 10:30)

ааа... ну это да. Но от меня ж, слава богу, никто не просит считать матричный элемент процесса $\gamma Z \rightarrow e^+ e^-$ и учитывать вклады всех подпроцессов. Эта картинка так, для иллюстрации.

Rishi

10.5.2008, 16:18

Developer

Цитата

Почитайте Ландсберга, почитайте...

Григория Самуиловича в детстве в школе с физ уклоном : ) читал с интересом
Так он же ж не виноват что Лоренц не понял что такое луч
Световой луч - это линия... из геометрической оптики, там где длина волны стремится к нулю
Но в интерферометре это не так, там длину волны надо учитывать иначе разность хода не получится
там надо рассматривать движения поверхностей равных фаз, чего Лоренц никогда не делал
еще раз посмотрите на мой рисунок и пожалуйста своим умом без Лоренца, Ландсберга и кого-то еще
скажите что там не понятно ?
http://80.190.202.79/pic/b/brahmarishi/mihelson.jpg

Homo Sapiens

10.5.2008, 21:08

Rishi

рисунок очень красивый, цветной, и человечек с фонариком прикольный... Только к чему он? Сразу возникают вопросы. Кто он, что он делает, зачем ему фонарик, куда он светит, что интересного он увидел в той белой стене?

Если не трудно, покажите, что это за волна, что по осям (амплитуда, время, координата), какова размерность и все такое прочее. Посмотрев рисунок по указанной Вами ссылке, ничего не понятно (может быть стоит читать на Вашем сайте контекст, но не хочется) - как он соотносится с результатами опыта ММ?

tkm

10.5.2008, 21:46

Действительно, последний рисунок требует пояснений. Например, что там за препятствие справа? Зеркало? Или нет?

Rishi

11.5.2008, 2:55

Homo sapiens

Цитата

может быть стоит читать на Вашем сайте контекст, но не хочется

Если не хочется - ни в коем случае не читайте, это ж я так, для тех кто физикой интересуется пытаюсь что-то написать, остальные могут не беспокоиться

Rishi

11.5.2008, 3:12

tkm
А какая разница? В интерферометре там зеркало, но важно что в тот момент когда какая-то поверхность равной фазы коснется этого чего-то
то в этот же момент из источника выйдет другая поверхность равной фазы и разность фаз между этими поверхностями в любой момент времени будет wL/c что на рисунке и показано
Лоренц не понял что в интерферометре надо применять не геометрическую оптику где в пределе λ-> 0, а волновую
где величина λ как раз существенна Он вместо поверхности равной фазы использовал понятие световой луч из геометрической оптики, на чем и погорел
Хотя если воспринимать луч как нормаль к волновому фронту, то ошибки можно избежать

tkm

11.5.2008, 9:18

Дык в интерферометре никогда геометрическая оптика и не применялась... Интерференция сама по себе - это, что - эффект геометрической оптики по -вашему ???

Homo Sapiens

11.5.2008, 18:59

Цитата(Rishi @ 10.05.2008, 17:18)

еще раз посмотрите на мой рисунок и пожалуйста своим умом без Лоренца, Ландсберга и кого-то еще
скажите что там не понятно ?

Цитата(Rishi @ 11.05.2008, 3:55)

Просили посмотреть на рисунок и сказать, что непонятно. Сказали бы сразу, что надо контекст читать, так нет же...Я заявил, что непонятно многое. Вы не удосужились даже ответить, а выдали непонятно к чему и к кому какую-то нотацию и отповедь...

Developer

12.5.2008, 8:07

Цитата(Rishi @ 10.05.2008, 17:18)

Световой луч - это линия... из геометрической оптики, там где длина волны стремится к нулю

Совершенно неверно! Световой луч - это линия... из геометрической оптики, там где фронт волны нормален направлению его распространения.
Ландсберга, Ландсберга читайте, Rishi!

Цитата(Rishi @ 10.05.2008, 17:18)

Но в интерферометре это не так, там длину волны надо учитывать иначе разность хода не получится
там надо рассматривать движения поверхностей равных фаз, чего Лоренц никогда не делал

Ab ovo, Rishi.
Определение интерференции. Интерференцией называется изменение средней плотности потока энергии, обусловленное суперпозицией электромагнитных волн. Показываю, во избежание недоразумений:
- так как плотность потока энергии (и объемная плотность энергии) пропорциональна квадрату амплитуды электромагнитной волны, а коэффициенты пропорциональности постоянны для заданной среды, то плотность потока энергии (и объемная плотность энергии) монохроматической волны характеризуется величиной $I=<ReE\cdot ReE^*>=1/2Re(EE^*)=1/2E^2$ , то есть интенсивностью света.
- если интерферируют две волны $E_1=E_0e^{-i(\omega t -\varphi_1})$ и $E_2=E_0e^{-i(\omega t -\varphi_2})$ , то их суммарная интенсивность (промежуточные выкладки я с Вашего разрешения опускаю) равна
$I=2I_0(1+\cos \delta)$ . Здесь $\delta=\varphi_2-\varphi_1$ , а $I_0=E_0^2/2$ .
Понятно, что соотношение между суммарной интенсивностью и слагаемыми интенсивностями зависит только от разности фаз между волнами, а не от длины волны, как утверждаете Вы, Rishi.
Если интерферируют волны с различными амплитудами $E_1=E_{01}e^{-i(\omega t -\varphi_1})$ и $E_2=E_{02}e^{-i(\omega t -\varphi_2})$ , то их суммарная интенсивность (промежуточные выкладки здесь я также опускаю) равна
$I=I_1+I_2+2\sqrt{I_1}\sqrt{I_2}\cos \delta$ . Здесь $I_1=E_{01}^2/2$ и $I_2=E_{02}^2/2$ - интенсивности слагаемых волн.
Следовательно, суммарная интерференционная картина представляет собой совокупность чередующихся малоинтенсивных $I_{min}=(\sqrt{I_1}-\sqrt{I_2})^2$ (при $\cos \delta=-1$ ) и максимально интенсивных $I_{max}=(\sqrt{I_1}+\sqrt{I_2})^2$ (при $\cos \delta=1$ ) участков.
Покажите, где Вы могли бы увидеть здесь длину волны, Rishi?

Цитата(Rishi @ 10.05.2008, 17:18)

еще раз посмотрите на мой рисунок и пожалуйста своим умом без Лоренца, Ландсберга и кого-то еще скажите что там не понятно ?

У меня своего ума (в отличие от Вас) маловато, поэтому я предпочитаю, если сомневаюсь, всегда обращаться к источникам научных знаний...
В Вашей картинке непонятно, где вторая девочка, которая должна играть с изображенной в скакалки?

Developer

12.5.2008, 8:50

Возвращаясь к прошлому...

Цитата(Munin @ 4.05.2008, 16:44)

Цитата(Developer @ 4.05.2008, 8:52)

Получается, что в вакууме волновой пакет "расползаться" не должен...

...нулевой (пренебрежимо малой) дисперсией обладают длинноволновые фононы акустической ветви... в вакууме... мда...

Шутка бойцам понравилась...

Цитата(Munin @ 5.05.2008, 15:58)

Цитата(Developer @ 5.05.2008, 12:35)

Стабильная элементарная частица, которая в процессе своего движения не изменяется, представленная как волновой пакет, оказывается нестабильной?

И при чем тут нестабильность? Электрон не распадается, просто расплывается.

Интересно, до каких размеров и за какое время "просто расплывается" свободный электрон?

Цитата(Homo Sapiens @ 5.05.2008, 15:59)

Цитата(Developer @ 5.05.2008, 14:36)

Если энергия фотона будет достаточно велика, он может поглотиться вакуумом и родить пару электрон-позитрон...

...не, не может. Это запрещено законом сохранения импульса, т.к. фотон в любой СО имеет импульс. А пара электрон-позитрон в системе центра инерции обладает, очевидно нулевым импульсом.

Не очевидно. Если угол разлета пары отличается от нуля (с нулевым углом разлета пара просто не может образоваться) или от "пи" (пара в этом случае разлетается с противоположными импульсами), общий импульс пары отличен от нуля...

Цитата(Homo Sapiens @ 5.05.2008, 17:32)

Цитата(Developer @ 5.05.2008, 16:21)

...гамма-квант рождает электрон-позитронную пару...

...в кулоновском поле ядра вещества, не забывайте об этом. Либо вообще в любом кулоновском поле, т.е. при участии внешней заряженной частицы.

Но помечтать-то можно?
Я Вам напомню Ваши слова, они мне потом пригодятся: "...виртуальная пара "электрон-позитрон" разве не будет являться маленькими диполями... ?", попутно добавив, что кулоновское поле этого маленького диполя может превосходить поле ядра атома...

Цитата(Homo Sapiens @ 5.05.2008, 17:48)

Цитата(Developer @ 5.05.2008, 16:47)

Это Вы показали мне диаграмму Фейнмана? Зачем?

в качестве иллюстрации того факта, что рождение пары может происходить только в поле заряженной частицы и никак иначе.

Я настырный. Попробую показать, как вопреки утвердившимся мнениям в однофотонной реакции с вакуумом и в отсутствие кулоновского поля ядра атома все-таки может образоваться электронно-позитронная пара:
1) в уравнение баланса энергии мной введена добавка, эквивалентная "некоей энергии связи", необходимой для извлечения пары из виртуального состояния, которая по аналогии с рождением пары в кулоновском поле ядра атома отбирает излишек энергии фотона
$E_{foton}=2E_e + E_{binding}$ . Здесь $E_{foton}=\hbar \omega \qquad E_e^2=m_e^2 c^4 + p_e^2 c^2$
2) в уравнении баланса импульсов мной учтены только импульс фотона и импульс рожденной пары (хотя при желании можно учесть и часть импульса фотона, отбираемого вакуумом на флуктуации виртуальных частиц, но я этого специально не сделал)
$p_{foton}=2p_e\cos \theta$ . Здесь $p_{foton}=\frac{\hbar \omega}{c} \qquad p_e=m_e v_e \qquad \theta$ - половинный угол разлета пары.
Если я не ошибся в дальнейших простых и неинтересных выкладках, то конечные результаты их при таком подходе весьма любопытны:
- величина "энергии связи" по модулю вдвое превосходит энергию покоя электрона или позитрона, то есть составляет величину $2m_e c^2=2\cdot 0{,}511 MeV$ ;
- должна существовать "красная граница" образования электронно-позитронной пары (по аналогии с "красной границей" внешнего фотоэффекта), минимальная частота фотона, способного образовать пару, определяется из выражения $\hbar \omega_{min}=2m_ec^2$ ;
- с учетом величины "энергии связи" при аннигиляции электронно-позитронной пары и появляются два фотона;
- скорости частиц рожденной пары зависят только от угла их разлета и не выходят за пределы максимальной скорости распространения физического взаимодействия (скорости света в вакууме) $v_e=\frac{2c \cos \theta}{1+\cos^2\theta}$ и составляет величину $1{,}557(3)\cdot 10^{21} Hz$ , которая соответствует гамма-излучению с длиной волны $1{,}2\cdot 10^{-14} m$ .
Предлагаемый подход, правда, не дает никаких сведений ни о вероятности образования пар, ни о "сечениии взаимодействия" фотонов с вакуумом... Но это и не столь важно для первого приближения...

Developer

12.5.2008, 8:51

(продолжение)

Цитата(Munin @ 5.05.2008, 18:16)

Цитата(Developer @ 5.05.2008, 15:57)

Взял электрон, ускорил его до скорости 0,7с, подсчитал энергию и поделил ею постоянную Планка.

И в чем смысл сих действий?

Цитата(Developer @ 5.05.2008, 15:57)

Где-то так и получается из второй неопределенности Гайзенберга...

Впервые про такую слышу.

На самом деле энергию электрона я взял проядка 100 МэВ, чтобы получить приведенную оценку времени "расползания" волнового пакета для электрона.
А неопределенности "координаты-импульса" и "энергии-времени" вытекают из волнового представления: если волна в классической электродинамике представима в виде $\sim e^{-i(\omega t - \vec k \vec r)}$ ,
то для квантовых микрочастиц волну представляют в виде $\sim e^{-\frac{i}{\hbar}(Et-\vec p \vec r)}$ .
Далее дело техники...

Цитата(Munin @ 5.05.2008, 18:16)

Цитата(Developer @ 5.05.2008, 15:57)

Двадцать лет занимался дифракцией электронов на кристаллах, не замечал...

При всем уважении, может, вы распадом называете то, что распадом не называется?

Неужели я уже похож на маразматика? Просто четкость или нечеткость дифракционных максимумов в электронной дифракции целиком связана с упорядоченностью структуры твердого тела, а не не от того, "расплываются" или не расплываются электроны как частицы или волны...

Цитата(Munin @ 5.05.2008, 18:16)

Цитата(Developer @ 5.05.2008, 15:57)

Грубо показываю, треки рисую "от фонаря", но в соответствии с законом сохранения импульса (при наличии свободного времени и интернет-ресурса треки можно найти)

Етот рисунок - гон. Рисовать надо 4-импульсы. При этом будет понятно, что импульс начального фотона лежит на световом конусе, и поэтому сумма 4-импульсов электронов тоже должна там лежать. А массовая поверхность электрона - внутри светового конуса. Поэтому чтобы образовать такой суммарный импульс, один или оба импульса электрона должны сойти с массовой поверхности, что не соответствует реальным (не виртуальным) состояниям частиц. Попробуйте, поиграйте с векторами, хотя бы в координатах x, y, t - достаточно трехмерного воображения.

Вы прямо какую-то картинку для черенковского излучения воспроизвели или ударную волну при гиперзвуковом полете ТУ-160...

Цитата(Munin @ 5.05.2008, 18:16)

Homo Sapiens практически указывает именно на это. Взаимодействие с полем частиц вещества (про ядро говорят просто потому, что там поле самое сильное) осуществляется виртуальным фотоном, который и добавляет (или забирает) необходимую добавку к импульсу, позволяя сумме импульсов пары переместиться внутрь светового конуса, и тем самым раскладываться на два импульса на массовой поверхности. Кстати, в принципе для этого пригоден не только виртуальный, но и реальный фотон, тогда процесс будет выглядеть как , только лабораторно его получить очень трудно.

Поле "диполя" виртуальной пары, на что указывает Homo Sapiens, вероятно, еще сильнее, чем поле (кулоновское) ядра, isn't it?

Цитата(Munin @ 5.05.2008, 18:33)

Ну нельзя же так. Первое апреля уже кончилось. newfiz вообще не автор этой темы, и на форуме давно не появляется (а может, и забанен, не помню).

С ехидством: а Вы 04.05.08 в сообщении #185 о нулевой дисперсии звуковых волн в вакууме (помните свое многозначительное "...мда..."?) разве не к первому апреля приурочили?

Homo Sapiens

12.5.2008, 11:48

Цитата(Developer @ 12.05.2008, 8:50)

Developer, я, быть может, как-то не внятно написал.
Введем понятие системы центра инерции (СЦИ), т.е. такой системы отсчета, в которой векторная сумма $\Sigma p_i = 0$ . В этой системе импульсы электрона и позитрона всегда направлены под углом $\pi$ друг к другу. Далее, рассматривая в СЦИ пару электрон-позитрон, по определению мы должны положить их суммарный импульс, равным нулю. Рассматривая в этой же самой системе фотон, мы просто обязаны приписать ему некоторый отличный от нуля импульс (который, как указывал Мунин, находится на световом конусе и не меняется от перехода из одной СО в другую). Еще грубее можно сказать, что фотон с нулевым импульсом существовать не может. Поэтому баланс импульса нарушается $p_{\gamma} \neq p_{e^-} + p_{e^+} = 0$ . Чтобы скомпенсировать неравенство, в левой части стало быть должна иметь место какая-то добавка, о которой опять же говорил Мунин. Эта добавка и есть импульс виртуального (или чисто теоретически реального) фотона, передающегося от заряженной частицы виртуальному электрону (позитрону) (см. диаграмму).

Цитата(Developer @ 12.05.2008, 8:50)

Я настырный. Попробую показать, как вопреки утвердившимся мнениям в однофотонной реакции с вакуумом и в отсутствие кулоновского поля ядра атома все-таки может образоваться электронно-позитронная пара:

Ну не может этого быть. Закон сохранения импульса - штука серьезная, а именно она запрещает этот переход. Если хотите, посмотрите статью в аттачменте. В виртуальные пары - может, а в реальные - нет. Кстати, ведь фотон может переходить виртуально не только в электрон-позитронную пару, но и в кварк-антикварковую. Таким образом фотон может иметь отличное от нуля сечение сильного взаимодействия с адронами (насколько я помню, это сечение порядка миллибарна).

Цитата(Developer @ 12.05.2008, 8:50)

должна существовать "красная граница" образования электронно-позитронной пары (по аналогии с "красной границей" внешнего фотоэффекта), минимальная частота фотона, способного образовать пару, определяется из выражения $\hbar \omega_{min}=2m_ec^2$ ;

Это очень правильно и Ваши выводы поразительно совпадают с расчетом для пороговой энергии образования пары электрон-позитрон на свободном электроне (позитроне).
Ваша энергия связи - она как бы это сказать, имеет какую физическую природу?

Homo Sapiens

12.5.2008, 12:11

Цитата(Developer @ 12.05.2008, 8:51)

Why? С чего бы? Учет радиационных поправок (в КЭД, потому что в КХД в общем случае немного по другому все это происходит) - это малая добавка к основному процессу (а основной процесс, еще раз выпишу - это $\gamma_{real} \gamma_{virtual}^* \rightarrow e^+ e^-)$ . Вы же, насколько я понимаю, предлагаете учесть, например, такие процессы, как изображены на рисунке.
Т.е. как бы может быть то, что Вы написали, и так, но энергия этого поля может быть сколь угодно большой только в рамках соотношения неопределенности $\Delta E \Delta t \approxeq \hbar$ .

Rishi

12.5.2008, 12:23

tkm

Цитата

Дык, а вот посмотрите что пишет Developer " световой луч - это линия.."
а Лоренц везде в своем анализе использовал понятие световой луч (то есть понятие геометрической оптики где волновые свойства света не учитываются), а вовсе не поверхность равной фазы, Что он при этом себе думал я конечно не знаю (он вообще-то не был специалистом по оптическим явлениям), но видимо он представлял движение фронта световой волны.
И вот если бы он себе нарисовал мой рисунок, то сразу бы понял что при движении относительно эфира системы источник-экран(или зеркало) когда расстояние между ними не меняется разность фаз всегда будет L/c
Вы мне все-таки скажите что непонятного есть на рисунке чтобы я мог его соответственно отредактировать ?

Homo Sapiens

12.5.2008, 13:03

Цитата(Homo Sapiens @ 10.05.2008, 21:08)

Если не трудно, покажите, что это за волна, что по осям (амплитуда, время, координата), какова размерность и все такое прочее.

Цитата(tkm @ 10.05.2008, 21:46)

Цитата(Rishi @ 12.05.2008, 12:23)

Вы мне все-таки скажите что непонятного есть на рисунке чтобы я мог его соответственно отредактировать ?

Не читатель, но писатель, да?

Developer

12.5.2008, 13:10

Спасибо за статью, уважаемый Homo Sapiens, крайне интересно!
Вот небольшие выдержки из нее после мимолетного просмотра:
- "...превращение фотона в пару электрон + позитрон не может произойти в вакууме из-за нарушения законов сохранения энергии и импульса."
- "...кулоновское поле ядра представляет собой облако из так называемых виртуальных фотонов, которые непрерывно излучаются и поглощаются ядром. Виртуальными они называются потому, что излучаются с нарушением закона сохранения энергии и, следовательно, могут существовать лишь ограниченное время $\Delta t$ , определяемое известным из квантовой механики соотношением неопределенности Гейзенберга..."

А что мне мешает рассмотреть некую промежуточную среду (электромагнитный вакуум, континуум), на которую я могу "списать", как и в предложенной Вами статье Денисова С.П., маленькие "неувязки" в законах сохранения энергии и импульса?
Здесь важен принцип... Я ведь на строгость не претендую, на открытие тоже...
Просто выдвигаю некую идею, в первом приближении она срабатывает.
Хотите, развейте ее дальше, дарю...

Цитата(Homo Sapiens @ 12.05.2008, 12:48)

Ваша энергия связи - она как бы это сказать, имеет какую физическую природу?

Ну, это громко сказано - "ваша".
Физическая природа "энергии связи" проста - хотите извлечь из мира виртуальных частиц реальные частицы, - потрудитесь затратить энергию.
Аналогия во внешнем фотоэффекте - работа выхода электрона.

Homo Sapiens

12.5.2008, 13:42

Цитата(Developer @ 12.05.2008, 13:10)

А что мне мешает рассмотреть некую промежуточную среду (электромагнитный вакуум, континуум), на которую я могу "списать", как и в предложенной Вами статье Денисова С.П., маленькие "неувязки" в законах сохранения энергии и импульса?

А как списать-то? Мне эта среда все равно кажется хорошо известным электромагнитным полем. Поэтому видится один вариант - списать через взаимодействие фотона с квантованным электромагнитным полем (в Вашей терминологии "электромагнитным вакуумом", "континуумом", в терминологии Сергея Петровича - "облаком из так называемых виртуальных фотонов, которые непрерывно излучаются и поглощаются ядром".). Формально ничего не мешает ввести эту среду, но есть у меня такое предчувствие, что квантование этой промежуточной среды неизбежно приведет к построению квантовой электродинамики (т.е. к изобретению велосипеда)...

Munin

12.5.2008, 14:07

Цитата(Developer @ 12.05.2008, 9:50)

Интересно, до каких размеров и за какое время "просто расплывается" свободный электрон?

Зависит от начальных условий. Если вначале волновой пакет сжат по координате, то он широк по импульсу, и расплывается быстро. А если сжат по импульсу, то, хоть и широк по координате, но расплывается медленно. Если взять размерами по координате ширину трека в фотоэмульсии, то есть не у'же зерна, то расплывание за время пролета через экспериментальную установку пренебрежимо мало, то есть макроскопически электрон выглядит именно частицей.

Munin

12.5.2008, 14:12

Цитата(Developer @ 12.05.2008, 9:50)

Если я не ошибся в дальнейших простых и неинтересных выкладках, то конечные результаты их при таком подходе весьма любопытны:

Цитата(Developer @ 12.05.2008, 9:50)

Предлагаемый подход, правда, не дает никаких сведений ни о вероятности образования пар, ни о "сечениии взаимодействия" фотонов с вакуумом... Но это и не столь важно для первого приближения...

Ошиблись, причем именно в том, что пренебрегли тем, что оценили как "неважное". Вы взяли только энергию, а ограничение на импульс (у фотона длина 4-импульса 0, у пары - не 0, а не ниже той самой красной границы) рубит предлагаемый вами процесс абсолютно.

Developer

12.5.2008, 14:13

Уговорили.
Придется подождать до создания квантового генератора гамма-излучения, чтобы наверняка и в нужном количестве "выбивать" из вакуума электронно-позитронные пары...
А при чтении со стр. 86 указанной статьи настроение у меня почему-то испортилось: формулы пронумерованы (видимо "сквозняком" через весь соросовский журнал) с (17) по (26), а в тексте статьи ссылки на них приведены по порядку с (1) по (11)...
Стиль, однако...

Homo Sapiens

12.5.2008, 14:17

Цитата(Munin @ 12.05.2008, 14:07)

Если взять размерами по координате ширину трека в фотоэмульсии, то есть не у'же зерна, то расплывание за время пролета через экспериментальную установку пренебрежимо мало, то есть макроскопически электрон выглядит именно частицей.

ммм... а разве расплывание трека связано с расплыванием волнового пакета?

Цитата

А при чтении со стр. 86 указанной статьи настроение у меня почему-то испортилось: формулы пронумерованы (видимо "сквозняком" через весь соросовский журнал) с (17) по (26), а в тексте статьи ссылки на них приведены по порядку с (1) по (11)...
Стиль, однако...

Ну Вы многого хотите от Соросовского журнала)). Думаю, это их баг, а не авторский...

Munin

12.5.2008, 14:23

Цитата(Developer @ 12.5.2008, 9:51)

А неопределенности "координаты-импульса" и "энергии-времени" вытекают из волнового представления: если волна в классической электродинамике представима в виде $\sim e^{-i(\omega t - \vec k \vec r)}$ ,
то для квантовых микрочастиц волну представляют в виде $\sim e^{-\frac{i}{\hbar}(Et-\vec p \vec r)}$ .
Далее дело техники...

Феерия... Вы вообще про такую штуку, как волновой пакет, слышали? Если да, то почему ширину пакета с длиной волны путаете?
А неопределенность "энергии-времени" - штука особо сложная и отдельная. В ЛЛ-3 ей отдельный параграф посвящен (другим парам сопряженных величин - нет, даже координате-импульсу). На первых порах рекомендуется считать, что такого соотношения неопределенностей вообще нет, а то быстро много глупых ошибок понаделаете.

Цитата(Developer @ 12.5.2008, 9:51)

Видимо, потому, что электроны берутся с заведомо меньшим расплыванием, чем те факторы, которые электронами измеряются.

Цитата(Developer @ 12.5.2008, 9:51)

Не могу ничем помочь. Если вам понятие светового конуса не знакомо - читайте СТО большими дозами. Начальные главы.

Цитата(Developer @ 12.5.2008, 9:51)

Только, увы, оно исчезает вместе с виртуальной парой. А вам надо лишний 4-импульс из процесса наружу вывести. Причем пространственноподобный, что обидно, потому что из-за этого он не может самостоятельно существовать в виде каких-либо частиц вещества.

Munin

12.5.2008, 14:48

Цитата(Homo Sapiens @ 12.05.2008, 12:48)

Рассматривая в этой же самой системе фотон, мы просто обязаны приписать ему некоторый отличный от нуля импульс (который, как указывал Мунин, находится на световом конусе и не меняется от перехода из одной СО в другую).

Oops! Меняется, разумеется, и я не указывал, что не меняется. Проблема только в том, что он сойти со светового конуса не может, и поэтому не существует системы отсчета, в которой фотон в покое (а его импульс направлен вдоль оси времени). Но в пределах самого светового конуса импульс может бегать как его заставят: поменяет и направление (скоростная аберрация света), и величину (эффект Доплера).

Homo Sapiens

12.5.2008, 14:55

Цитата(Munin @ 12.5.2008, 14:48)

Цитата(Homo Sapiens @ 12.05.2008, 12:48)

Неаккуратно написал - имелось ввиду положение импульса не меняется, разумеется. Он всегда будет на световом конусе.

Munin

12.5.2008, 14:58

Цитата(Developer @ 12.5.2008, 14:10)

Спасибо за статью, уважаемый Homo Sapiens, крайне интересно!
Вот небольшие выдержки из нее после мимолетного просмотра:
- "...кулоновское поле ядра представляет собой облако из так называемых виртуальных фотонов, которые непрерывно излучаются и поглощаются ядром. Виртуальными они называются потому, что излучаются с нарушением закона сохранения энергии и, следовательно, могут существовать лишь ограниченное время $\Delta t$ , определяемое известным из квантовой механики соотношением неопределенности Гейзенберга..."

Ну, это на самом деле неправильное объяснение, "детское". В нерелятивистской КМ не существовало нормального описания виртуальных частиц, поэтому там списывали эффекты с ними на "временное нарушение закона сохранения энергии". А в релятивистской КМ (которая на самом деле КТП) никаких нарушений закона сохранения энергии нет. Есть нарушение другого закона: виртуальные частицы не находятся на своей массовой поверхности, то есть у них соотношение между энергией и импульсом неправильное - но закон сохранения энергии (и импульса) выполняется точно и детально в каждой точке пространства и времени и в каждом отдельном акте взаимодействия. Именно из-за схода с массовой поверхности виртуальные частицы существуют ограниченное время в ограниченном пространстве - у них просто в волновой экспоненте возникает действительное слагаемое, приводящее к быстрому затуханию. Никакой детектор ее за это время зарегистрировать не успеет, поэтому мы их наблюдаем только косвенно.

Цитата(Developer @ 12.5.2008, 14:10)

Что мешает? Всего лишь так несущественная неприятность, что в реальности такой среды нет - именно по тем признакам, что она не проявляет себя так, как вы предлагаете ей себя проявлять. В частности, высокоэнергетические фотоны в вакууме реальных пар не порождают.

Цитата(Developer @ 12.5.2008, 14:10)

Просто выдвигаю некую идею, в первом приближении она срабатывает.

"Срабатывает" у вас, видимо, не означает "согласуется с реальностью"?

Munin

12.5.2008, 15:11

Цитата(Homo Sapiens @ 12.05.2008, 15:17)

ммм... а разве расплывание трека связано с расплыванием волнового пакета?

В основном нет, но оно дает верхнюю границу, если мы видим трек как ровный (если он начинает вихлять как броуновская частица, надо брать разброс линии, понятно).

Developer

12.5.2008, 15:17

Вот за что уважаю Мунина, - умеет мимоходом человек "пудрить мозги" другим, посмеиваясь в усы при этом...

Цитата(Munin @ 12.05.2008, 15:07)

Если взять размерами по координате ширину трека в фотоэмульсии, то есть не у'же зерна...

В фотоэмульсии размер зерна никоим образом и никогда не отражает "ширину трека" - есть понятие скрытых центров изображения. В процессе проявления фотоэмульсии зерна галогенида серебра, имеющие скрытые центры изображения, проявятся до металлического состояния целиком, зерна галогенида серебра, не имеющие скрытые центры изображения, не проявятся проявителем и растворятся в растворе гипосульфита натрия (в закрепителе).

Цитата(Munin @ 12.05.2008, 15:12)

Вы взяли только энергию, а ограничение на импульс (у фотона длина 4-импульса 0, у пары - не 0, а не ниже той самой красной границы) рубит предлагаемый вами процесс абсолютно.

Еще не вечер... И Вы меня только раззадориваете...

Цитата(Homo Sapiens @ 12.05.2008, 15:17)

ммм... а разве расплывание трека связано с расплыванием волнового пакета?

ммм... (И Вы, Брут?)

Цитата(Homo Sapiens @ 12.05.2008, 15:17)

Ну Вы многого хотите от Соросовского журнала)). Думаю, это их баг, а не авторский...

К автору претензий не имею, наоборот хорошая статья...

Цитата(Munin @ 12.05.2008, 15:23)

Вы вообще про такую штуку, как волновой пакет, слышали? Если да, то почему ширину пакета с длиной волны путаете?

Где именно "путаю"?

Цитата(Munin @ 12.05.2008, 15:23)

А неопределенность "энергии-времени" - штука особо сложная и отдельная...

Потому Вы и прикинулись, что не знаете эту неопределенность?

Цитата(Munin @ 12.05.2008, 15:23)

На первых порах рекомендуется считать, что такого соотношения неопределенностей вообще нет...

Кем рекомендуется и зачем?

Цитата(Munin @ 12.05.2008, 15:23)

Видимо, потому, что электроны берутся с заведомо меньшим расплыванием, чем те факторы, которые электронами измеряются

Поясните на примере электронной дифракции: ускоряющее напряжение в электронографе 100 кВ, параметр кристаллической решетки 0,1 нм...

Цитата(Munin @ 12.05.2008, 15:23)

Если вам понятие светового конуса не знакомо - читайте СТО большими дозами. Начальные главы.

Укажите на примере рис. 2 из ЛЛ, 2 "Теория поля", в каком месте "светового конуса" расположены реальный фотон, виртуальная (e+,e-) пара и затем виртуальный фотон и реальная (e+,e-) пара...
Вы до этого красиво говорили о поверхности и теле "светового конуса"...

Цитата(Munin @ 12.05.2008, 15:23)

Только, увы, оно исчезает вместе с виртуальной парой. А вам надо...

Пока мне ничего не надо...

Homo Sapiens

12.5.2008, 15:24

Цитата(Munin @ 12.05.2008, 15:11)

В основном нет, но оно дает верхнюю границу, если мы видим трек как ровный (если он начинает вихлять как броуновская частица, надо брать разброс линии, понятно)

Про верхнюю границу понятно. А вот что в скобках стоит - непонятно. Надо брать разброс линии для вихляющего трека, чтобы оценить средний размытие волновой функции что ли? Разброс-то определяется многократным рассеянием заряженной частицы в среде. Или Вы cвязываете кулоновское рассеяние на ядрах вещества с размытием волновой функции? просто аналогия с треком мне как-то не нравится...

Andrey K

12.5.2008, 15:28

Цитата(Developer @ 12.5.2008, 16:17)

Вот за что уважаю Мунина, - умеет мимоходом человек "пудрить мозги" другим, посмеиваясь в усы при этом...

Да Девелопер, я знал что вы любите поболтать.
Но вот не ожидал, что для вас примером является человек, который мимоходом "пудрит мозги" другим, посмеиваясь при этом в усы...

Все с вами ясно.

Developer

12.5.2008, 15:37

Не скрою. Юмористам на научных форумах доверяю больше, чем унылым, скучным и до оскомины правильным...
Мунин - юморист, а его юмор весьма тонок и опасен, ибо быстро (и для посвященных!) выявляет дураков...

Homo Sapiens

12.5.2008, 15:46

Цитата(Developer @ 12.5.2008, 15:17)

Цитата(Munin @ 12.05.2008, 15:07)

Если взять размерами по координате ширину трека в фотоэмульсии, то есть не у'же зерна...

Именно потому что в этой чертовой фотопластинке какая-то непростая фигня происходит, я как-то в соседней ветке предлагал аналогию производить с любым другим детектором (газовым, кремниевым и т.д.) Тем паче, что данный тип детекторов уже давно ушел в небытие. Так вот, если провести такой эксперимент - поставить n-рядов координатно-чувствительных, допустим, кремниевых детекторов, и пульнуть по этой установке заряженной частицей, то разброс по координате, измеренный в каждом i-том слое будет определяться исключительно кулоновским многократным рассеянием, но не размытием волновой функции...

Цитата(Developer @ 12.5.2008, 15:17)

Цитата(Homo Sapiens @ 12.05.2008, 15:17)

ммм... а разве расплывание трека связано с расплыванием волнового пакета?

ммм... (И Вы, Брут?)

Я - Брут?))

Developer

12.5.2008, 15:59

Пузырьковая камера (по-старинному, камера Вильсона, по-современному, водородная камера) принципиально ничем не отличается от ядерной фотоэмульсии...
С полупроводниковыми (например, с кремниево-литиевыми) детекторами треки не померяешь, - это декторы импульсного типа.
Вы с устройством-то знакомы? Там ведь до пересчетного устройства (анализатор импульсов, называется) стоит предусилитель на полевых транзисторах, на его входе п/п детектор с температурой кипения жидкого азота, а фотоны падают на детектор через тонкое бериллиевое окно, чтобы уменьшить поглощение.
То есть они регистрируют только число импульсов с дисперсией по энергиям. Спектр получить можно, трек или след нельзя.
В ряд поставить друг за другом п/п детекторы никак не получится...
Если я не прав, Мунин мне опять врежет...

Developer

12.5.2008, 16:03

Цитата(Homo Sapiens @ 12.05.2008, 16:46)

Я - Брут?))

Если считать Мунина Цезарем, Вы ж его своим вопросом...
Это была тонкая элегантная шутка...

Homo Sapiens

12.5.2008, 16:12

Цитата(Developer @ 12.05.2008, 15:59)

С полупроводниковыми (например, с кремниево-литиевыми) детекторами треки не померяешь, - это декторы импульсного типа.
То есть они регистрируют только число импульсов с дисперсией по энергиям. Спектр получить можно, трек или след нельзя.
Если я не прав, Мунин мне опять врежет...

Можно я "врежу"? На правах человека, который имел дело трековыми кремниевыми детекторами... Очень грубо и наивно, не учитывая всех подробностей трек регистрируется следующим образом.
Трек частицы можно проследить, если поставить в ряд несколько слоев таких детекторов. На кремниевой пластине можно сделать n-параллельных полосок (стрипов), с которых будет сниматься сигнал о пролете частицы рядом с данной полоской. Таким образом в одном слое вы имеете информацию об одной координате. В следующем слое вы поворачиваете полоски под некоторым углом (вопрос, почему детекторы не ставят под 90 градусов?) и снимаете уже другую координату частицы. Таким образом Вы восстанавливаете две координаты одной частицы (продольную координату вы и так знаете, установив детектор в нужном месте). Затем Вы можете поставить еще несколько таких слоев, и получить информацию о прохождении частицы через детектор. В случае, когда треки - прямолинейный (т.е. аппаратура работает без магнита) достаточно узнать 4 координаты (x1, y1, x2, y2), чтобы провести через нее прямую. Когда речь заходит о регистрации треков-окружностей, то тут уже требуется 3 слоя по x/y-чувствительному детектору. Эта картина сильно идеализирована, поскольку аппаратура шумит и присчитывает фейковые треки. С этим борются введением дополнительных слоев (дополнительный слой, к тому же, дает большой выигрыш в точности определения координат)
Вы говорите о спектре. Если Вы будете мерять спектр релятивистской частицы, то единственный спектр, который Вы там увидите - это спектр Ландау, конечно. Я подозреваю, что Вы ведете речь о так называемом детекторе полного поглощения (E/dE - телескопе), но его использование в калориметрии ограничено областью энергии частиц.

Цитата(Developer @ 12.05.2008, 15:59)

В ряд поставить друг за другом п/п детекторы никак не получится...

Почему? В 300 мкм кремния релятивистская частица ( $\beta \gamma \geq 3$ , такая частица в русскоязычной литературе называется минимально ионизирующей - МИЧ, а во всем остальном мире - MIP (на русском так и говорят - МИП, МИЧ не говорят, только в диссертациях да дипломах пишут)) теряет в среднем 120 кэВ энергии на ионизацию. Это все копейки по сравнению с ее энергией... Так что спокойненько 1 ГэВ-ная частица пролетит она хоть через метр кремния, если Вы об этом...

Developer

12.5.2008, 16:18

Спасибо за разъяснение. Завтра продолжим...

Homo Sapiens

12.5.2008, 17:11

Все-таки задели за живое, уважаемый Developer ))

Цитата(Developer @ 12.05.2008, 15:59)

Вы с устройством-то знакомы? Там ведь до пересчетного устройства (анализатор импульсов, называется) стоит предусилитель на полевых транзисторах, на его входе п/п детектор с температурой кипения жидкого азота, а фотоны падают на детектор через тонкое бериллиевое окно, чтобы уменьшить поглощение.

Угу. знаком.
Там стоят зарядочувствительные усилители (ЗЧУ) на самых обычных МОП-транзисторах с емкостной обратной связью, на которой интегрируется собранный с объема полупроводника ток, созданный неравновесными носителями заряда. С этого ЗЧУ сигнал поступает на формирователь (его еще называют шейпер, если по-простому, на пассивных элементах, то это RC-CR цепочка), который вырезает полосу, соответствующую полосе сигнала, попутно делая импульс приемлемым для дальнейшей обработки. Далее, как правило, ставят устройство выборки-хранения (для дальнейшего мультиплексирования каналов детектора на один канал АЦП), которое по внешнему сигналу, свидетельствующему о пролете частицы (триггер), запоминает амплитуду сигнала с шейпера. Затем происходит последовательное вычитывание этих амплитуд в АЦП.
Возможны разные методики считывания: бинарная (т.е. загорелся стрип или нет) и амплитудная (т.е. собирается информация об амплитуде сигнала). Во втором случае можно точнее определить место, где прошла заряженная частица по емкостному делению общего заряда на стрипах. Тогда как в первом случае точность восстановления координаты определится из соотношения $\frac{\sigma}{\sqrt{12}}$ , где $\sigma$ - расстояние между соседними стрипами.

П/п детекторы хорошо, конечно, охлаждать, но на сегодняшний день тепловой шум неравновесных носителей в обедненной зоне уже меньше, чем электронный шум предусилителей и их приемлемо использовать и при комнатной температуре, и особо не напрягаясь, получать соотношение "сигнал-шум" порядка 10.

Вы уверенно мне говорите, что стоит на кремниевых детекторах, используемых для регистрации треков частиц. Я также уверенно отвечаю, что на них стоит на сегодняший день. На самом деле Вы мне говорите про E/dE-телескопы, область применения которых иная (ядерная спектрометрия, а не High Energy Physics).

Цитата(Developer @ 12.05.2008, 15:59)

фотоны падают на детектор через тонкое бериллиевое окно, чтобы уменьшить поглощение.

первое апреля продолжается что ли?) Какое поглощение и где?) Развивая тему об использовании п/п детекторов в спектрометрии ядер, можно сказать, что бериллиевое окно используется для того, чтобы отсечь низкоэнергетические частицы (они в нем поглотятся).

P.S. Не забывайте, что удельные ион-потери частиц считаются по формуле Бете-Блоха (с Вашего разрешения я не буду ее писать, Вы можете прочитать об этом здесь ), и соответственно имеют вид, представленный на рисунке. Экспериментальная физика высоких энергий работает в области, справа от обозначенной флагом "minimum ionization"

Mickailovich

12.5.2008, 17:38

Цитата(Homo Sapiens @ 12.05.2008, 16:46)

Так вот, если провести такой эксперимент - поставить n-рядов координатно-чувствительных, допустим, кремниевых детекторов, и пульнуть по этой установке заряженной частицей, то разброс по координате, измеренный в каждом i-том слое будет определяться исключительно кулоновским многократным рассеянием, но не размытием волновой функции...

ИМХО...в начальный момент (в окрестности t=0) ширина выходного токового
импульса (допустим, что дифференциальный режим измерений и расстояние
между рядами достаточно малое), наверное, будет пропорциональна степени
размытия волновой функции...

Homo Sapiens

12.5.2008, 17:44

Цитата(Mickailovich @ 12.05.2008, 17:38)

ширина выходного токового импульса (допустим, что дифференциальный режим измерений и расстояние между рядами достаточно малое), наверное, будет пропорциональна степени размытия волновой функции...

Ширина (по времени, да?) токового импульса будет определяться временем сбора неравновесных носителей заряда из области пространственного заряда детектора. Вы, наверное, имели ввиду нечто другое, но я так, к сожалению, и не понял - что именно

Munin

12.5.2008, 22:10

Цитата(Developer @ 12.05.2008, 16:17)

В фотоэмульсии размер зерна никоим образом и никогда не отражает "ширину трека" - есть понятие скрытых центров изображения.

Про границу сверху вы не успели прочитать...

Цитата(Developer @ 12.05.2008, 16:17)

Где именно "путаю"?

В тезисе, что неопределенности "вытекают" из волнового представления, в качестве которого вы нарисовали бесконечные волны. К ним неопределенности вообще не относятся.

Цитата(Developer @ 12.05.2008, 16:17)

Потому Вы и прикинулись, что не знаете эту неопределенность?

Да.

Цитата(Developer @ 12.05.2008, 16:17)

Кем рекомендуется и зачем?

Мной хотя бы. Зачем - сказал.

Цитата(Developer @ 12.05.2008, 16:17)

Завтра напомните, щас калькулятора под рукой нет. Только вообще-то, подозреваю, там важны еще параметры эмиттера и фокусирующей системы. Просто ускоряющее напряжение пакет не формирует.

Цитата(Developer @ 12.05.2008, 16:17)

Укажу, только тоже завтра напомните. Рисовалки щас тоже под рукой нет, и даже ЛЛ-2. :-)

Цитата(Developer @ 12.05.2008, 16:17)

Пока мне ничего не надо...

Хорошо, не вам, предлагаемому вами явлению.

Munin

12.5.2008, 22:17

Цитата(Homo Sapiens @ 12.05.2008, 16:24)

Свинство. Тогда вычеркните про разброс. Был неправ, извиняюсь.

Munin

13.5.2008, 23:31

Цитата(Developer @ 12.05.2008, 16:17)

Ну, собственно, и калькулятор не нужен оказался. При ускоряющем напряжении 100 кВ кинетическая энергия электрона 100 кэВ, полная 100 + 500 = 600 кэВ, а импульс $p=\sqrt{E^2-m^2}$ = $\sqrt{11}$ *100 кэВ/c (надеюсь, вас единицы не смущают?). Электроны создаются, например, фотоэффектом, работа выхода порядка единиц эВ, так что разброс энергии электронов тоже не превышает единицы эВ. Это дает разброс импульсов тоже порядка $\sqrt{11}$ * единицы эВ, то есть 10^-5 от полного импульса. Длина волны таких электронов $\lambda=2\pi\hbar/p$ = 6,28 * 1,97*10^-11 кэВ*м / 3,3*100 кэВ = 3,7*10^-13 м = 3,7*10^-4 нм, а размер волнового пакета - соответственно, в 10⁵ раз больше, то есть порядка десятков нм, и сотен периодов решетки. Интерференционные максимумы размываются на ширину 10^-5 рад, в то время как расстояние между максимумами будет порядка 4*10^-3 рад, то есть в сотни раз больше.

Цитата(Developer @ 12.05.2008, 16:17)

Rishi

14.5.2008, 23:12

Developer
Световой луч - это линия... из геометрической оптики, там где длина волны стремится к нулю

Согласен не совсем понятно, но я ж там многоточие поставил и тем самым как бы закончил текст определения что такое луч. Речь шла о том, что вообще в геометрической оптике принимается условие λ ->0
'Геометрическая оптика рассматривает, следовательно, распространение электромагнитных волн, в частности света, как распространение лучей, совершенно отвлекаясь при этом от их волновой природы. Другими словами, геометрическая оптика соответствует предельному случаю малых длин волн, λ ->0' [ЛЛ. Теория поля,стр.175]
а световой луч - понятие из геометрической оптики (что-то Вы меня все время в чем-то нехорошем подозреваете
Майкельсон пытался обнаружить φ1- φ2 = ω (t1 -t2) или как написано в учебнике φ1- φ2=2πc(t1-t2)/ λ =: [Сивухин Д.В.Общий курс физики.Т.IV.Оптика.М:2005, стр.661]. Если λ ->0 то что там по этой формуле можно обнаружить кроме бесконечности? Но это мелочь
Непонятно откуда вообще такую формулу взял Майкельсон ведь ЭМ волна распределена как во времени так и в пространстве и фаза сигнала зависит как от времени движения луча так и от расстояния с которого наблюдается источник φ = ω(t-x/c)
Лучи в разных плечах двигались разное время t1 и t2, но и путь до встречи с полупрозрачным зеркалом они прошли разный x1 и x2 так что два эффекта друг друга компенсируют
φ1-φ2=ω(t1-x1/c -t2+x2/c)= ω(∆t-∆x/c)=0
Девочка со скакалкой (это типа жена светит фонариком в зеркало шкафа :). На рис для простоты взято L~ λ и показано пространственное распределение величины E (красные стрелки) вдоль движения волны в некоторый момент касания произвольной поверхности равной фазы удаленного зеркала Зеленая линия показывает длину хода луча, она увеличивается когда интерферометр движется относительно эфира
Из рисунка видно, что эта поверхность прошла в эфире путь больший L, но пока она двигалась наблюдатель сместился в направлении места встречи этой поверхности с зеркалом и расстояние между ним и поверхностью сохранится, сохранилась и разность фаз wL/c Так вот если бы Лоренц нарисовал не прямую линию из геометрической оптики, а мою 'девочку со скакалкой', то вряд ли бы он сделал ошибку.

Munin

14.5.2008, 23:30

Можно поздравить Rishi с тем, что он рассмотрел одну половину одного плеча интерферометра Майкельсона-Морли. Но на самом деле в интерферометре свет идет в четыре разные стороны, и именно между светом, прошедшим по разным плечам, возникает интерференция. Понятно, почему Rishi не понимает, откуда берется разность фаз.

Developer

15.5.2008, 7:24

Цитата(petrovich @ 29.04.2008, 15:25)

Формулы - это конечно хорошо. Позволяют высчитать когда и где, что.
Но хотелось бы простого объяснения, как "открытие" или "закрытие" второй щели (отверстия) оказывает воздействие на фотон (электрон)?
Меняется вероятность. Как ответ, имхо, сомнительно.

Цитата(Rishi @ 10.05.2008, 17:18)

Developer

Цитата

Почитайте Ландсберга, почитайте...

Цитата(tkm @ 11.05.2008, 10:18)

Тогда еще раз и более подробно.
В интерферометре Маха-Зендера (см. рис.), который является модификацией интерферометра Майкельсона (сравните с рис. #184),

луч света с интенсивностью I_o от источника S делится полупрозрачным зеркалом А на два луча равной интенсивности I_o/2,
которые падают на зеркала В и В₁. Отразившись от зеркал, лучи падают на полупрозрачную пластинку D, которая, отражая и преломляя падающие лучи, делит каждый из них на два луча. В результате образуются две пары взаимно когерентных волн 1, 2 и 3, 4.
На экране в направлении F₁ лучи 1 и 2 интерферируют между собой, а интенсивность интерференционной картины есть $I =I_0(1+\cos \delta)$ , где аргумент функции косинуса определяется разностью фаз между интерферирующими лучами.
В направлении F₂ на другом экране также возникает интерференционная картина, распределение интенсивностей в которой дополняет распределение интенсивностей в направлении F₁ так, что закон сохранения энергии соблюдается.
Здесь важно сопоставить явление интерференции с позиций классической волновой оптики и с точки зрения квантовой физики.
В соответствии с классической волновой оптикой в интерферометре Маха-Зендера осуществляется двухлучевая интерференция (на что Munin специально и обратил Ваше внимание Rishi в предыдущем сообщении) делением амплитуды волн с помощью полупрозрачных зеркал А и D. Интерферирующие волны проходят различные пути ABD и AB₁D, разнесение которых друг от друга в пространстве может быть сколь угодно большим.
Теперь самое интересное, на что хотелось бы обратить внимание Rishi, petrovich'а, tkm и некоторых других участников обсуждения темы.
Интерпретируя теперь явление интерференции в рамках корпускулярных представлений о свете, нетрудно убедиться, что объяснить интерференцию взаимодействием различных фотонов никак нельзя. Как это доказывается?
Будем уменьшать интенсивность потока фотонов от источника S в интерферометр до таких малых значений, чтобы в пределах интерферометра не могло находиться в среднем более одного фотона. При этом наблюдаемая интерференционная картина при соответствующем увеличении времени экспозиции не изменяется, что и доказывает утверждение, что "фотон интерферирует сам с собой".
При той же малой интенсивности светового потока с помощью двух детекторов, включенных в схему совпадений и установленных в соответствующих точках на путях ABD и АВ₁D, можно убедиться, что фотон всегда детектируется либо на пути ABD, либо на пути AB₁D, и никогда на обоих путях одновременно.
Общее число фотонов, падающих на зеркало А, равно сумме фотонов, детектируемых на пути ABD и AB₁D.
А это еще более надежно подтверждает положение, что "фотон интерферирует сам с собой".
Чтобы придать такому утверждению физический смысл, необходимо принять положение, что хотя фотон детектируется либо на пути АВD, либо на пути AB₁D, он до момента детектирования находится на обоих путях одновременно, но после момента детектирования на одном из путей возможность его детектирования на другом из путей исчезает мгновенно.
Другими словами, о фотоне, образующем определенную точку интерференционной картины, определенно нельзя сказать, что он двигался либо по пути ABD, либо по пути AB₁D, но уверенно можно сказать, что он двигался одновременно и по пути ABD, и по пути AB₁D.
Если непроницаемым экраном задержать все фотоны, движущиеся вдоль одного из путей, то интерференционная картина исчезает.
Другими словами, если каждый из фотонов движется лишь по одному пути, то интерференционная картина не возникает. Это означает, что при открытых двух путях, когда возникает интерференционная картина, каждый из фотонов движется одновременно по обоим путям.
В этом и состоит физическое содержание сформулированного выше утверждения, что квантовая частица в определенном смысле присутствует одновременно во всех точках и что во всех точках имеется объективная физически одинаковая возможность ее обнаружить.

Developer

15.5.2008, 8:01

Цитата(Rishi @ 15.05.2008, 0:12)

Непонятно откуда вообще такую формулу взял Майкельсон ведь ЭМ волна распределена как во времени так и в пространстве и фаза сигнала зависит как от времени движения луча так и от расстояния с которого наблюдается источник φ = ω(t-x/c)

Обратимся к первоисточнику: "Michelson A.A., Morley E.On the relative motion of the Earth and the luminiferous ether. American Journal of Science, Ser. 3, 1887, vol. 34, p. 203, p. 333-345."
Я, разумеется, будучи хитрым, воспользуюсь переводом на русский язык и, не приводя ни строчки текста статьи, выпишу из перевода одни "голые" формулы. Вот они:
$\frac{n^2-1}{n^2}$
$T=\frac{D}{V-v}$ , $T_1=\frac{D}{V+v}$ , $T+T_1=2D\frac{V}{V^2-v^2}$ , $2D\frac{V^2}{V^2-v^2}\approx 2D\left( 1+\frac{v^2}{V^2}\right)$
$2D\sqrt{1+\frac{v^2}{V^2}}$ , $2D\left(1+\frac{v^2}{2V^2}\right)$ и $D\frac{v^2}{V^2}$ , $2D\frac{v^2}{V^2}$ .
Больше никаких формул в статье (переводе статьи) не было, а имеющиеся не содежат ни длин волн, ни фаз в явном виде, - только скорости (света, Земли) и размеры плеч интерферометра....
Были таблицы с результатами полуденных и вечерних наблюдений интерференционной картины и крайне осторожные выводы результатов...

Munin

15.5.2008, 8:11

Насколько я помню, в 1887 году с Морли был получен доверительный экспериментальный результат, а сами опыты начались в 1881. Вероятно, теоретический анализ более полно был изложен в публикациях 1881 года (или около того), а в 1887 на него достаточно было сослаться. Каковы ссылки на литературу в AJS 3 1887 34?

Developer

15.5.2008, 8:46

С Вами совершенно невозможно работать, уважаемый Munin!
Вы не из "кей джи би"? Все видите, все подмечаете, от Вас невозможно укрыться...
Я же прозрачно указал "...будучи хитрым, воспользуюсь переводом на русский язык..."
Нет у меня оригинала...
Ссылки из статьи, правда, есть:
- на опыт Физо - "Fizeau H. Sur les hypotheses relatives a l`ether luminieux... Comptes Rendus, 1851, vol. 33, p. 49.
- на собственные исследования - "Michelson A.A., Morley E. Influence of Motion of the Medium on the velocity of Light. American Journal of Science, Ser. 3, 1886, vol. 31, p. 377-386."
- на Лоренца - "Lorentz H.A. De l`influence du mouvement de la Terre sur les phenomenes lumineux. Archives Nerlandaises, 1886, vol. 21, 2 me livr."
- на свою перую работу - "Michelson A.A. The Relative Motion of the Earth and the Luminiferous Ether. American Journal of Science, Ser. 3, 1881, vol. 22, p. 120-129."
- на теорию аберрации Стокса - "On the aberration of light. Philosophical Magazine, 1845, vol. 27, p. 9-15" и некоторые др.

Рисунки Ваши со световым конусом, фотонами, электронами и позитронами хороши, но кое в чем мне непонятны...
Но это и понятно, ибо квантовые явления микромира не вмещаются в самые красивые схемы, даже в диаграммы Фейнмана...

Для просмотра полной версии этой страницы, пожалуйста, пройдите по ссылке.