Что такое фотон - правильный ответ.
Уважаемые господа, позвольте вмешаться в Вашу (уже закрытую) дискуссию о фотоне.
Задан четкий и ясный вопрос - что такое фотон, какой у него смысл, сколько в нем периодов и как он выглядит. В ответ - то рекомендация почитать классику, то цитаты из той же классики, очень похожие на анекдоты, про метафизирующих блям - блямчиков.
1)---- 'Рекомендую прочитать лекции Попова по атомной физике, Л_1 и Л_2.'
2)----- Таким образом, мы пришли к выводу, что кванту света, фотону, присущи как волновые, так и корпускулярные свойства. Распространение фотонов в пространстве описывается волновым уравнением, однако это волновое уравнение описывает вероятностное поле. При регистрации фотона в некоторой области пространства он возникает как единое целое. Если мы знаем волновое поле, соответствующее фотону, то мы можем предсказать вероятность обнаружения в эксперименте фотона в той или иной точке пространства. достоверно узнать, где он будет обнаружен, мы не можем.
3)------"у него вообще нет этих периодов с точки зрения квант.меха - потому что это неизмеряемая величина не несущая никакого смысла."
4)------Фотон - квантовый объект, характеризуемый вероятностным полем. Волновые характеристики происходят ИМЕННО ИЗ-ЗА НАЛИЧИЯ ВЕРОЯТНОСТНОГО ПОЛЯ. Волновая природа света возникает из-за того, что фотоны не являются фермионами, и следовательно, занимают наиболее энергетически выгодное квантовое состояние (состояние с наименьшей энергией), характеризуемое одинаковым распределением волновой функции. Очень рекомендую почитать литературу, я не нанимался ее цитировать.
5)-----автор уже забанен, так что скорее стоит закрыть тему именно поэтому.
Что такое фотон - правильный ответ!
1) Электромагнитное поле имеет одинаковые свойства при любой длине волны, от тысяч километров до нанометров. Нет в нем никаких корпускул, частиц и квантов.
Фраза, что свет имеет и свойства частицы и свойства волны - некорректна. Световая волна имеет только свойства электромагнитной волны и ничего более. Электромагнитное поле с длинной волны 100 метров ничем не отличается от электромагнитного поля с длинной волны 0,5 мкм.
2) Атом может поглощать и излучать электромагнитную энергию только строго определенными порциями. Это надежно установленный экспериментальный факт.
В настоящее время никому неизвестно, почему атом поглощает и излучает
электромагнитную энергию порциями.
В настоящее время никому неизвестен механизм поглощения, электромагнитной
волны в атоме, и механизм излучения электромагнитной волны атомом.
3) Квант это не частица, а количество энергии, которая поглощается или излучается в один прием. То есть это единица измерения, которая меняет свою реальную величину в зависимости от частоты излучения. Постоянная Планка, умноженная на частоту электромагнитной волны, это и есть энергия кванта. То есть единица измерения энергии для данной длины волны.
4) Требование нарисовать один квант тождественно требованию нарисовать один килограмм. Если нарисовать килограмм медного провода, килограмм ртути и килограмм блинов, то визуально понять, что и в первом и во втором и в третьем случае изображен 1 килограмм, без процедуры взвешивания невозможно.
Точно такая же ситуация и с квантом. Если один атом поглощает
электромагнитную волну малой интенсивности, то есть малой напряженности, а
другой атом поглощает волну той же частоты, но большой напряженности, то
форма, размеры, и число полупериодов, будут разными. Первый атом должен
поглотить большое количество полупериодов слабого излучения, что бы набрать
полный квант энергии. Второй атом наберет тот же квант энергии, за меньшее
число полупериодов, он ведь находится в более мощном поле.
Именно этим объясняется тот экспериментальный факт, что ток фотокатода
растет пропорционально освещенности, то есть напряженности, светового поля.
Рассмотрим логику фотоэффекта.
Если объект облучается красным светом (частота ниже критической) атомы вообще эту электромагнитную волну (энергию) не могут поглотить. Если же частота выше критической начинается поглощение этой волны в атомах. Однако интенсивность поглощения это электромагнитной волны в каждом атоме зависит от напряженности (интенсивности) падающего излучения. Чем слабее интенсивность света, тем больше времени идет накопление энергии в атоме и тем больше потребуется количество полупериодов для накопления полного кванта в каждом отдельно взятом атоме. В тоже время не все атомы освещены равномерно. Сильнее освещаются атомы находящие в верхнем слое, слабее освещаются атомы лежащие во втором слое и т.д..
В том момент когда энергия полошенная в атоме достигнет энергии одного кванта для этой дины волны и происходит выброс электрона из атома (фотоэффект).
В каждом отдельном случае один квант энергии накапливается за строго определенное количество полупериодов поглощаемой электромагнитной волны, а число этих полупериодов определяется напряженность поля. Если напряженность (интенсивность света - или освещенность) очень мала, то один квант энергии накапливается долго и требуется много полупериодов.
Излучение кванта.
Излучение электромагнитной энергии атом идет в виде порций из каждого атома. Это можно сравнить с радиопередатчиком, который излучает радиоволну пачками. Энергия одной пачки равна энергии кванта для этой частоты. Форма излучения тождественна излучению диполя (два лепестка в виде восьмерки), размеры которого, намного меньше длины волны. Можно говорить, что излучение идет примерно равномерно по всем направлениям. Длительность излучения одной пачки имеет определенную величину, т.е. есть определенное число полупериодов.
Один квант излучения, это одна пачка из определенного числа полупериодов, направленных в виде сферической волны.
Современная наука не дает ответа на вопрос - всегда ли число полупериодов одинаково или зависит от типа излучающего атома. С моей точки зрения каждый атом имеет строго определенную мощность излучения с каждой орбиты и следовательно строго определенное количество полупериодов в каждом варианте. Видимо, если мощность излучения велика, то длительность и соответственно число полупериодов маленькое, и наоборот.
Современная наука ничего не может сказать и по форме излучения фотона из атома.
Утверждение, что свет имеет корпускулярную структуру - не корректно. Свет это на все сто процентов электромагнитная волна, а фотон это мерная величина и свойство материи при ее взаимодействии с электромагнитным полем видимого диапазона.
Передача энергии фотонами.
Проведем мысленный эксперимент.
Предположим - фотокатод, работающий в видимом диапазоне, освещается лампой накаливания. Как известно лампа накаливания излучает сплошной спектр и ее излучение не когерентно, то есть, лампа накаливания тождественна скоплению микропередатчиков работающих в разнобой, в импульсном режиме, на разных частотах (длина волны от 0,55 до 0,4 мкм) - тепловое излучение в видимом диапазоне.
На фотоэлемент попадает электромагнитное излучение в виде суммы от всех микропередатчиков, излучающих в этот момент времени. В каждой отдельной точке пространства, фаза и поляризация волны случайны, а напряженность поля равна,
(корню квадратному, из суммы квадратов напряженностей, от всех атомов - микропередатчиков), излучающих в этот момент времени. Именно эту суммарную энергию и поглощает отдельный атом.
Как только поглощенная таким образом энергия, достигнет энергии одного кванта, происходит выброс электрона из атома - фотоэффект.
Теперь можно сделать очень интересный вывод - каждый излучаемый квант взаимодействует с множеством атомов фотокатода и раздает (дробит) свою энергию множеству атомов фотокатода. С другой стороны каждый поглощенный квант, это суммарная энергия, полученная от множества атомов излучающих электромагнитные волны в данный промежуток времени.
Многие физики совершенно не понимают этот механизм. По их мнению, один атом излучает фотон, другой атом поглощает, этот же фотон целиком. На самом деле каждый излученный фотон поглощается великим множеством атомов, и каждый поглощенный фотон составлен из излучения множества других атомов.
С уважением Владимир.

До нанометров это справедливо, но вот на масштабе пикометров - уже нет.


Противоречит экспериментально измеренному спектру излучения черного тела.


Известно с 1924 года.


Известны с 1927 года.


Употребляются термины как в одном, так и в другом смысле.


Единица измерения своей величины не меняет по определению.


Объяснения не дано. В рамках классической электродинамики должны поглощать.


Противоречит случайной природе фотоэффекта.


Дает: "вопрос некорректно поставлен". В то же время можно сравнить среднее время излучения фотона с его частотой, оно будет зависеть от многих условий.


Снова противоречит экспериментально наблюдаемому спектру излучения.

...и стакан сметаны...

Оффтопик, устное предупреждение.

Это как??

Да, если не затруднит-ВУЗ в профиле напишите..

Владимир: как вам должно быть известно, идея квантования Э-М излучения была выдвинута планком для того, чтобы описать спектр абсолютно черного тела. Для того, чтобы принять истинность ваших утверждений. вам следует повторить подвиг Планка, и описать НАБЛЮДАЕМЫЙ спектр излучения черного тела исходя из предпосылок ВАШЕЙ теории.



с нетерпением ждем ВАШИ выкладки !!!!

Тогда почему катод поглощает этот свет, а не рассеивает его полностью?

Неа. Не понимают. Просто пользуются КЭД, потому что она хорошо описывает эксперименты. А еще пытаются построить обобщения СМ.

Ультрафиолетовая катастрофа.
Уважаемый Munin укажите точно, в чем же противоречие, описанного излучения лампы накаливания, и экспериментально наблюдаемого спектра излучения. Если Вас смутил диапазон длины волны – от 0,55 до0.4 мкм. То тут нет никакой ошибки. Это видимый диапазон. Если вы имели ввиду весь спектр излучения, так не о нем же, там шла речь.
Думаю - Вы выдаете желаемое, за действительное, когда утверждаете, что механизм поглощения и излучения фотона Вам давно известен. Неужели Вы всерьез верите в детскую сказку о том, как электроны прыгают с орбиты на орбиту и формируют все возможные спектры и резонансы. Вы наверное забыли, что электрон вращающийся по круговой орбите обязан излучать, а он не излучает, и никто не знает почему. Просто не излучает и все тут. Вероятно - нет там никаких орбит, и это давно признано. Планетарная модель атома, это, что то вроде теории теплорода, которая в свое время тоже очень хорошо вписывалась в эксперименты. Ну а то, что единица измерения не имеет своей величины, может быть и правильно, и я рад за Вашу эрудицию в области филологии, но мне больше нравится физика.
Уважаемые Wild Bill и evs Вы видимо невнимательно читаете текст. Что удивительного в том, что один атом излучает фотон, а множество других атомов его принимают.
Представьте, что работает один радиопередатчик мощностью 1 (вт) в течении 1 секунды и выдает в эфир (1дж)электромагнитной энергии, а сто приемников (без усилителей) настроены на его волну и принимают эту энергию. С какого же бодуна , Вы посчитали, что каждый приемник, примет энергию в 1(Дж), и из одного излученного в эфир джоуля, в приемниках осядет 100 джоулей.
Уважаемый Марсианин. Катод не полностью рассеивает свет потому, что электромагнитная волна частично поглощается, и идет на обычный нагрев катода, но резонанс, который способен вырвать электрон из катода, не возбуждает.
Уважаемый SHiFT, все дело в том, что при попытке составить формулу излучения черного тела по законная классической электродинамики, была получена кривая, которая совпадала, с экспериментальной кривой излучения, только в длинноволновой половине, но в коротковолновой половине резко отличалась от экспериментальной, и уходила в верх (в бесконечность). Это назвали ультрафиолетовой катастрофой.
Тогда Макс Планк сделал предположение (обратите внимание - не доказал, а всего лишь предположил), что атомные осцилляторы излучают энергию порциями (то есть квантами) и вывел формулу излучения черного тела, которая прекрасно совпала с экспериментальной кривой. Из этого можно сделать все тот же, хорошо известный вывод, – атомы излучают электромагнитную волну порциями. Но тут нет и намека на то, что электромагнитное поле при длине волны в доли микрометра, самопроизвольно дробится на некие кусочки, кванты, корпускулы. Таким образом, нет никаких оснований, утверждать, что кривая излучения черного тела, свидетельствует о корпускулярных (квантовых) свойствах световой волны. Это обычная электромагнитная волна, сформированная множеством атомных осцилляторов, работающих в импульсном режиме, в микронном диапазоне, и ничего больше. Нет никаких оснований, утверждать, что электромагнитное поле имеет квантовую структуру, следовательно - одиночный квант электромагнитной энергии, излученный одним атомом, не может быть полностью поглощен другим атомом, за исключением случая, когда оба этих атома находятся в непосредственной близи друг от друга. Все, без исключения, квантовые эффекты, это свойства частиц и их особенности взаимодействия с электромагнитным полем и между собой.
Что касается (неа не понимают) , то Вы зря ерничаете, современная физика уже давно увязла в бессмысленных формулах, навешанных на замшелую, планетарную модель атома, и только внимательное изучение логики квантовых эффектов может ее вытащить из этого болота.
С уважением Владимир.

Уважаемый Владимир!

Вы пишите


а потом



Говоря ВАШИМ же языком-где траву берете??

С профилем уже все ясно, можете не утруждать себя.

И все-таки профиль подзаполнили бы..возможно Вы-академик, известный в науке человек
Можно расслабится - я не академик.

Любезнейший!!!
да вы безнадежно отстали от жизни, и плохо знаете историю научных открытий.

про планка: 1) от выдвинул вполне конкретное предположение о характере "порций" испускаемых энергий, и их зависимость от "частоты" -- эти "порции" -- сугубо не произвольные!!! это раз. Второе -- а как тогда именно ВАШЕ представление о фотоне описывает спектр черного тела?

2) про фотоэффект: попробуйте объяснить особенности спектра фотоэффекта другими соображениями.

3) объясните особенности спектра излучения таких известных светильников как а) солнце б) ртутная лампа в) натриевая лампа

4) мой коронный вопрос: объясните с позиции ВАШЕЙ теории, как работает ЯМР-томограф в нашей поликлинике. (ну или хотя бы как работает ЯМР-спектрограф) -- здесь механизм переизлучения гораздо интереснее, чем в фотоэффекте

мне продолжить список явлений, надежные модели которых построены с применением современной концепции фотона ?

А примеры привести "бессмысленных формул"? Это, наверное, уравнение Шредингера? Да? Хе-хе...

Нда. Что за логика? Уж ясно, что Вы не про квантовую логику... Очередная попытка из простой житейской логики вывести (дедуктивным путем) всю фундаментальную физику?

Есть все основания, утверждать, что частицы имеют полевую природу.

К такому повороту Вы не готовы? Это именно процедура квантования делает Вам "частицы". Кстати, это все модели. Что там на самом деле - мы (в отличие от "альтов" ) не знаем.

Любезнейший!!!
да вы безнадежно отстали от жизни, и плохо знаете историю научных открытий.
Вы наверно не поверите, но томограф на ядерно-магнитном резонансе мне приходилось налаживать, но он был импортным, и сокращений типа (ЯМР -на кириллице) в его документации не было. Более того, как устроена натриевая лампа и чем она отличается от ртутной, я узнал из книги изданной в Англии, и ни одной ссылки на ваш МГУ там почему то тоже не было, по этому раздувать щеки от собственного всезнания и величия не нужно.
Есть все основания, утверждать, что частицы имеют полевую природу.
К такому повороту Вы не готовы? Это именно процедура квантования делает Вам "частицы".
Еще как готов! Даже могу предложить логическую модель, как из полей формируется частица, однако наша дискуссия (с вашей подачи, господа физики-теоретики) плавно переходит в ругань пьяных бомжей.

Конструктивнее, пожалуйста. Устное предупреждение.

Ну вообще-то, судя по всему, нет.

О да! По "логическим моделям" у нас, правда, уже есть специалисты, гуру Тарасов и мегагуру Логонетик.

Кстати, так где примеры "бессмысленных формул"?

Да не формируется там ничего такого страшного. Успокойтесь. Если формируется, то это уже солитонные конфигурации, отдельная тема. Вероятно, Вы не знакомы с современной физикой частиц, но это поправимо.

А кто это Вам сказал, что мы - физики-теоретики??? Может мы дворники с метлой!

Владимир -- убедительная просьба -- выделяйте цитируемые куски, ваши ответы трудно интерпретировать.

Я рад вашему умению читать англоязыческую литературу. Но вы ушли от ответа на вопрос:
повторяю его еще раз:
1) вы так и не объяснили особбености спектра фотоэффекта. т.е. загадочную "красную" границу, ниже которой накачива-не накачивай -- эффекта не будет.
2) объясните особенности спектра излучения таких известных светильников как а) солнце б) ртутная лампа в) натриевая лампа с позиции ВАШЕЙ теории. на всякий случай поясню: квантовая теория прекрасно описывает наблюдаемые линии спектра, в том числе и значения для длин волн их "линий".
-- эти явления расскажут вам о "переходе электрона с уровня на уровень".

ну а в добавок -- могу предложить почитать на ночь про давление света и про Комптоновское рассеяние. для вас будет познавательно. как раз в этих явлениях напрямую испольхуется представление фотона как частицы.

а что касается аббревиатуры ЯМР -- по английски она называется NMR, если вам так легче. В любом случае -- опыт настройки -- это одно, а объяснить механизм переизлучения с точки зрения ВАШЕЙ теории вы еще не соизволили.

на сегодня хватит, а завтра предложу вам для изучения очередную порцию наблюдаемых явлений.

Повторяю, это известно с 1924 года. Сейчас это знают все физики.


Доказал это позже Дирак.


В результате Дирака такой намек есть.


Основания есть.


Планетарная модель атома в современной физике отсутствует.

Уважаемый Munin, в ответ на мои подробные пояснения - почему нет никаких оснований, утверждать, что кривая излучения черного тела, свидетельствует о корпускулярных (квантовых) свойствах световой волны, вы ухитрились ответить одной фразой 'Есть основания', и все остальное в том же ключе. Так, можно спорить до второго пришествия и по этому мне Вам сказать нечего.
Уважаемый Большой Botan, Вы остроумный человек, но бла-бла шоу мне, почему то, нравится больше, поэтому и Вам мне сказать нечего.
Уважаемый SHiFT, думаю, нет смысла отвечать сразу на все Ваши вопросы (ответ получается очень длинным). С вашего позволения отвечу на первый.
1) красная граница фотоэффекта объясняется тем, что электроны поглощают энергию электромагнитной волны, порциями (квантами), а величина этой порции (по энергии) зависит от частоты этой волны. Чем больше частота, тем больше энергия одной порции.
В то же время, чтобы электрон покинул катод, он должен поглотить кинетическую энергию больше энергии выхода. Для хорошего цезиевого фотокатода это примерно 1 электрон-вольт. Для катода из вольфрама это примерно 5 электрон-вольт.
Таким образом, красная граница пролегает там, где частота, падающей на катод электромагнитной волны, умноженная на постоянную Планка ( а это и есть энергия кванта), сравнивается с работой выхода электрона из фотокатода. Тот факт, что граница фотоэффекта не зависит от интенсивности (напряженности), направления, формы и поляризации волны, четко свидетельствует о том, что фотоэффект это особенность поглощения электромагнитных волн, но никак не их свойств по форме и напряженности.
Жду Ваших контраргументов по этому вопросу.

Ну так это и означает, что вся энергия кванта поглощается одним атомом, а не множеством.

Уважаемый Владимир!
Вы затронули весьма актуальные вопросы современной физики.
На мой взгляд, ответ на них Вы сможете найти в предлагаемых Вашему вниманию работах:

Магнитные - поперечные волны (заявленное открытие 1980 г.)

Еще раз о корпускулярно-волновом дуализме

Механико-электромагнитные свойства электрона

Полная энергия прецессии гироскопа

Движение в поле тяготения центральной симметрии

С уважением.

Relana: Читайте правила раздела - запрещается рекламировать свои теории в чужих темах. Пока устное предупреждение После выяснения стало понятно, что это не самореклама - но впредь старайтесь четче это формулировать.

Эу! Варяг=Зиновий, т.е. имеем клона (п. 1.8 Правил)

Ну так это и означает, что вся энергия кванта поглощается одним атомом, а не множеством.
[/quote]
Да верно это и есть один поглощенный квант электромагнитной энергии, но пришел этот квант не от одного атома, который расположен в источнике излучения. Это сумма маленьких кусочков энергии, откушенных от множества квантов, излученных, множеством атомов, расположенных в излучателе, (то есть в нити накала лампочки, которая освещает этот катод). Условно говоря - 1000 атомов, расположенных в раскаленной вольфрамовой нити, выбросили в эфир 1000 порций (квантов) электромагнитного излучения одинаковой частоты.
Топография каждой такой волны, тождественна топографии обычной электромагнитной волны излученной в эфир при помощи полуволнового вибратора. Чем дальше уходит эта волна от излучившего ее атома, тем она слабее - ее напряженность падает обратно пропорционально пройденному расстоянию. Все эти 1000 ослабевших волн доходят до, рассматриваемого нами атома и суммируются там по принципу суперпозиции. Именно это суммарное электромагнитное поле и поглощает рассматриваемый атом. Поглощение и накопление энергии этим атомом идет до тех пор, пока не достигнет энергии 1 фотона.
Следовательно, поглощенный фотон в этом случае состоит 1000 частей, а одна такая часть, это одна тысячная от каждого из 1000 излученных фотонов. В итоге, энергия одного поглощенного фотона, равна энергии одного излученного фотона, но поглощеный квант состоит из множества долей, множества квантов, и далко не всегда эти доли, равны между собой. Атом принимающий квант электромагнитного излучения, это сумматор (если угодно процессор ) фантастического быстродействия.
Современная теория, не замечает этой логической тонкости и упрямо талдычит, что фотон, излученный отдельным атомом, который расположен в нити накаливания, движется в случайном (в вероятностном) направлении в виде некой частицы (корпускулы), а случайно наткнувшись на один из атомов, фотокатода, поглощается целиком, в это же атоме.
Кажется - какая разница из скольких частей составлен этот фотон? Фотон излучен - точно такой же фотон зарегистрирован на катоде и нет никакого противоречия с экспериментом. Но тогда нет ответа на вопрос - какая же сила удерживает излученный фотон от рассеяния и доводит его катода, в полном комплекте. Электромагнитное поле так вести себя не может, особенно если вспомнить, что характерные размеры атома в тысячи меньше длины волны, которую он излучает.
Вот тут и начинаются всякие непонятки, что такое фотон и как он выглядит.
Если же принять во внимание вышеописанную тонкость, то и с экспериментами полное соответствие и корпускулы выдумывать не нужно.
С уважением Владимир.

Я что-то невнимательно читал..это с какими ЭКСПЕРИМЕНТАМИ?
Имея ввиду, эксперименты, ПОДТВЕРЖДАЮЩИЕ первое...утверждение..

думается, я начинаю понимать вашу проблему

а с тем что фотон-волна, вы спорить не будете?

2 Владимир:
Послушайте, то что Вы сумели настроить томограф, это Вам в плюс.
То, что Вы сумели разобраться в отличиях натриевой и ртутной ламп по книге, изданной в Англии - это тоже Вам в плюс.
Так не перечеркивайте свои плюсы. Вместо построения супертеорий лучше прочитайте еще какую-нибудь книгу, можно и по-русски.

Я просто устал и не вижу смысла подробно разливаться. Когда вы выдадите что-нибудь более серьезное (для этого вам придется сначала понять, что ваши "подробные пояснения" ничего не поясняют), поговорим по делу. Пока вы не сказали ничего, что бы объяснило отсутствие ультрафиолетовой катастрофы. Проблема там очень простая: почему атомные осцилляторы перестают излучать высокочастотное элктромагнитное поле. Из квантовомеханической структуры осцилляторов это никак не следует.


Если его проквантовать - может.

Владимир! да вы так и не ознакомились с современными теориями, и с эффектом Комптона в частности, иначе не утверждали бы это:

впрочем, для низких энергий (например - видимый свет) - вышесказанное правда, и вам придется это осознать:

во первых -- вольфрамовая нить испускает МНОГО фотонов -- на все атомы-приемники хватит.
во вторых -- вам следует ознакомиться с экпериментами с одиночными фотонами. такие научились делать! например -- http://ophelia.princeton.edu/~page/single_photon.html (там формулы в техе написаны) -- тем более, что вы умеете читать по-английски. изучайте!

SHiFT

вот-вот, я как раз в ?26 об этом и говорил

Уважаемый Владимир, не знаю какой уж я там человек, но мне таки очень хочется таки узреть примеры "бессмысленных формул".

А "клон"-то тут причем!
Если Вы желаете, что бы к дискуссии подключился Зиновий, то при соответствующем интересе автора темы, я готов это сделать.
Тем более, что на многие научные вопросы, изложенные им, действительно есть ответы в, перечисленных Варяг-ом, моих работах.

Уважаемый ShiFT, посмотрел Вашу ссылку, про одиночный фотон. Забавная статья, но там есть грубая ошибка в анализе результатов поставленного, эксперимента. Этот эксперимент, по мнению его автора, еще раз наглядно и просто доказывает квантование электромагнитного поля. Однако внимательный анализ, показывает обратный результат. Более того, этот опыт прекрасно согласуется с моим утверждением, что электромагнитное поле не квантуется.
Эксперимент был выполнен в Университете Принстона, господином Robert Austin.
Работа профинансирована за счет NSF ILI grant 9251313.
В пояснении, автор этой работы пишет, что подобные опыты были поставлены еще в 1938 году, а русские поставили подобные опыты еще раньше, но некачественно и ошибочно. Сейчас, когда появились камеры с ПЗС, способные считывать отдельные фотоны, появилось возможность повторить опыт по расщеплению фотона, легко и очень наглядно. Речь идет, о известном опыте, когда фотон проходит через две щели одновременно и формирует полосы интерференции, якобы смешиваясь сам с собой. Считается, что таким образом надежно доказываются и волновые свойства фотона и корпускулярные.
Для проведения этого опыта был использован неоновый лазер с мощностью излучения в 1 милливат, с длиной волны 0,6328 мкм, направленный через отверстие, в квадратную коробку 80х40х25 см., окрашенную из нутрии в черный цвет. При помощи нейтрального фильтра, установленного в черном войлочном держателе, лазерный луч ослабляется до мощности 1,0 х Е-14 (Вт) то есть в 100 миллиардов раз. (При такой ничтожной мощности, фотоны движутся друг за другом с интервалом 2000 метров, и гарантируется, что через дифракционные щели, фотоны проходят строго по очереди (не одновременно), и если дифракция все же наблюдается, то это означает, что каждый фотон проходит через обе щели одновременно и смешивается сам с собой)
Далее - после трех щелей, шириной 0,04мм и расстоянием между ними 0,125 мм, поток света, с помощью зеркала, направляется в объектив очень хорошей камеры Hamamatsu, с ПЗС матрицей на 768 420 пикселей. Изображение считывается с этой матрицы, запоминается в десяти очень хороших ОЗУ захвата и подается на экран монитора с помощью Dipex card, работающей под управлением драйвера 486DX.
Далее в этой статье приведены три изображения на экране монитора.
Первое было получено за время 1/30 секунды и состоит из нескольких точек.
Второе получено за время 1 секунду, и состоит примерно из сотни точек, четко сгруппированных в три кучки.
Третье получено за с100 секунд накопления (экспозиции) и состоит из множества, четко сформированных, в 5 кучек
Далее, автор этого эксперимента утверждает, что точки на экране монитора это и есть одиночные фотоны, прошедшие через три щели одновременно и восхищается потрясающей наглядность и простотой этого эксперимента.
А теперь критика. Потрясение от наглядности и простоты быстро пройдет, если посчитать фотоны. Автор утверждает, что при такой ничтожной мощности, фотоны идут с интервалом 2000 метров. С этим можно согласится, если вспомнить, что энергия одного фотона с длинной волны 0,6мкм, примерно 0,9 электрон-вольт или (0,7 х Е-19)дж.
Однако, при мощности луча 1,0 х Е-14 (Вт), одну секунду их наберется 150 000 штук.
Тогда за 1/30 секунды (время экспозиции первого изображения) через щели успеет проскочить 5000 штук, а видим на экране всего 4 точки.
Если автор утверждает, что и есть 4 фотона, то куда делись остальные 4996 штук.
Если точки на экране это отдельные фотоны, то почему они так сильно (в десятки, если не сотни раз) рознятся по величине. Энергия фотонов равной длины, строго равна. Неоновый лазер дает очень тонкую линию излучения, а это значит - все фотоны должны иметь равную энергию. Если говорить строго, то экране монитора видны пиксели ПЗС матрицы, которая освещена потоком света прошедшего через три дифракционные щели.
В первом случае, за 1/30 секунды на эту матрицу упало 5000 фотонов. В результате 4 пикселя, этой матрицы, приобрели минимально возможный электрический заряд.
Так что же это значит? Если согласится с автором, то 4996 фотонов сгинули на этой матрице без следа, но 4 счастливчика были пойманы, и оказалось, 2 фотона упали в районе одной пучности, а два других, как и положено, упали в районе другой пучности.
В таком случае можно задать много убийственных вопросов.

1) как фотон, который имеет размеры сравнимые с расстоянием между щелями (0,125 мм)
вдруг концентрируется в точке атомного размера (1/ 10000000 мм) и поглощается там целиком.
2) если фотон имеет такие большие габариты, то он одновременно обязан взаимодействовать с тысячами атомов. Интересно как он выбирает тот атом, в который он воткнется целиком.
3) если размеры фотона меньше расстояния между щелями, то как фотон проходит их одновременно.
4) если не ослаблять лазерный луч, то фотоны должны сидеть друг на друге (если не друг в друге) и с выбранным атомом взаимодействовать всей кучей сразу. Тогда по какому же признаку атом решает, чью энергию ему присваивать, от чью энергию гордо отвергать, тем более, что лазерные фотоны как близнецы братья: и частота у них равна, и поляризация общая, и фаза общая.
Это список можно еще долго продолжать
Ответа на эти вопросы нет и быть не может
Но ведь можно рассуждать и по другому!!!
На ПЗС матрицу, падают и накладываются друг на друга три обычных электромагнитных волны, от трех щелей. Эти волны суммируются и формируют максимумы там, где их фазы совпадают и минимумы там, где они друг друга ослабляют, а пиксели регистрируют эти максимумы. А квантовый эффект формируется в момент поглощения атомами (из которых, состоят эти самые пиксели - ячейки ПЗС), электромагнитного излучения. То есть на пиксель падает самая обычная волна без всяких корпускул, но атомы этого пикселя поглощают ее порциями. И чем сильнее волна (больше ее напряженность), тем быстрее набирается один квант энергии, и как только наберется этот квант, он сразу используется для перескока электрона (или дырки) через полупроводниковый потенциальный барьер. В итоге пиксель, где этот акт произошел, изменяет свой заряд. Если пиксель расположен в районе максимума, то акты поглощения фотона, в нем происходят быстрее и чаще. Но если пиксель попал в район минимума, где волны суммируются в противофазе и суммарная напряженность поля низка, то каждый квант энергии накапливается очень долго и акты поглощения квантов происходят очень редко, а следовательно заряд этого пикселя почти не растет.
Если с этой точки зрения анализировать первое изображение, то можно утверждать, что за 1/30 секунды только 4 фотона были сформированы полностью и поэтому только 4 пикселя изменили свой заряд. Вся остальная энергия уже поглощена, но порцию в 1 фотон, пока ни один атом не набрал и заряд остальных ячеек ПЗС не изменился. Вполне естественно, что все 4 акта поглощения фотона оказались на местах максимумов. То есть там, где все три волны суммируются в фазе и напряженность поля максимальна.
Таким образом, описанный опыт на все сто совпадает с предложенной идеей, что электромагнитное поле не квантуется, а все квантовые явления обусловлены особенностями внутреннего строения материальных частиц, атомов, электронов, нейтронов, позитронов и т.д. и особенностями их взаимодействия с электромагнитным полем.
Нажмите для просмотра прикрепленного файла 1|30 секундыНажмите для просмотра прикрепленного файла 1 секундаНажмите для просмотра прикрепленного файла 100 секунд

2 Владимир:
Так где же формулы, которые "бессмысленные"? Я уж устал ждать...

Кстати эти Ваши "много убийственных вопросов" весьма наивны и очень типичны для человека, который еще не освоил квантовую парадигму. В целом, ответы такие: отдельный фотон не имеет габаритов (в неограниченной области пространства), "габариты" имеет, скажем так, волновой пакет; кроме того "атом решает, чью энергию ему присваивать" и фотон "выбирает тот атом, в который он воткнется целиком" в результате процедуры измерения, которая действительно трудна для житейской интерпретации, и, по мнению некоторых классиков (отнюдь не "альтов" ), связана с таким понятием, как Ваше абстрактное Я (Ihr abstraktes "Ich").

Вообще, пример Владимира оч. ярко показывает те трудности,
с которыми человек сталкивается при восприятии различных квантовых аспектов..
Только реакция обычно другая.

Grosses Botan

плохо вы читаете по-английски! там еще чувствительность матрицы приводилась (~1E-3), такчто все цифры сходятся.
к томуже -- процессоры 486DX были, если мне не изменяет память, в 1994 году актуальны --- как видите -- опыт старый, да и на CCD матрицах -- не уверен, что это самый правильный девайс для регистрации единичных фотонов.

по поводу дальнейших ваших устверждений:
1) попробуйте осознать понятие вероятности, и роль этого понятия в квантово-механических процессах, тогда будет понятно, как именно "атом выбирает фотон для взаимодействия из множества тождественных"
2) по поводу "размера фотона" -- нет такого понятия! по крайней мере -- пока он "летит". если я скажу, что фотона в природе не существует -- то буду прав -- потому как "фотон" -- это действительно выдумки физиков теоретиков, придуманные для описания наблюдаемых экспериментов. могу только отослать к известной басне про кота Шредингера за дальнейшими разъяснениями. так вот.
3) вот на этой странице http://offline.computerra.ru/2007/676/308875/ ищите заголовок "А все-таки они квантовые!" -- постарайтесь осмыслить результат этого опыта.

Сколько поле не квантуй, все равно получишь х....... эээ ......нуль!

Закономерный балл штрафа. Dura lex, sed lex.

хм... а как умудрились от тепловых шумов избавиться? И не проще ФЭУ?

Интересно, а что мешает фотону быть волновым пакетом? :-) Разумеется, в частном случае.

[a В книге под названием 'Законы физики' автор Б.Н. Иванов издательство 'Высшая школа' 1986 год.
В этой книге на стр. 272 есть глава ? 64 под названием
Квантовые явления в плазме. Туннелирование ядер сквозь потенциальный барьер.
В этой главе речь идет о хорошо известном разногласии между теорией и практикой, при подрыве термоядерного заряда, или по температуре зажигания реакции ядерного синтеза.
Дело в том, что для сближения до двух ядер дейтерия, до расстояния ядерной реакции требуется 400 килоэлектронвольт кинетической энергии, а это температура в десятки миллиардов градусов. Однако реально подрыв заряда происходит при температуре в сотни раз меньшей (40 до 100) миллионов градусов, то есть при средней энергии теплового движения от 4 до 10 (Кэв). Другими словами по теории нужно 400 Кэв, а в реальности достаточно всего 4 Кэв.
Это противоречие современная теория объясняет квантовым эффектом туннелирования и в качестве примера, приводится расчет скорости ядерного синтеза при условии, что:
ttachmentid=6627] бессысленная формула в прикрепленном файле.

Ну а потом начинается полная бессмыслица!!!
Берется плотность частиц со скоростями выше средней, да и умножается на вероятность туннельного перехода. Полученное число объявляется как - ' полное число протонов, которые испытывают элементарные акты ядерного синтеза' - конец цитаты.
после подстановки чисел
Все мои потуги понять, что означает это число ( ) , оказались безрезультатными.
Если почитать современную теорию УТС, то там подобной ерунды хоть пруд пруди, включая формулу Лоуссона.

Неопределенность энергии-импульса такой системы (где фотонов много). Хотя, конечно, можно выбрать и какой-нибудь весьма хитрый базис, или, как верно заметил Плазматик, вообще это понятие не вводить.

Тут, правда, есть нюанc (к вопросу о том, что понимается под выражением "квант поля"). Физически фотон все же имеет место быть, как и электрон и все остальное (ну, долгоживущее, по крайней мере), это скажет экспериментатор (который имеет дело с высокими энергиями). Но это, как известно, не квант свободного поля, а состояние движения системы полей (т.е., грубо говоря, фотон с радпоправками, которых как бы нет). Так что Владимиру туго придется... Конечно, своя теория, она-то гораздо лучче.

А система у нас обязана находиться в собственном состоянии по энергии-импульсу?


Экспериментатор много что скажет. И что физически электрон существует, и что кирпич. А теоретик на это: "Фигушки! Существует поле Дирака!" :-) Для экспериментатора электрон и позитрон - вещи разные. Для теоретика они отличаются только ориентацией.


Кстати, а самофокусировка у такого фотона происходит?

Нет конечно (нам система уж точно ничем не обязана ). Но обычно так делают. Там (выше) был задан "убийственный вопрос" про габариты, стало быть у фотона в КЭД их запросто может не быть. Если же фотоном назвать всякое состояние (что, действительно, правильнее), раскладывающееся по базису из "честных" однофотонных состояний, то тогда можно получить (если повезет) что-то похожее на пакет (при наблюдении).

Нет, насколько я понимаю, если происходит какая-то фокусировка (или рассеяние света на свете и т.п.), то это уже динамика, которой не должно быть (видно) в стационарном состоянии системы.

А в стационарном он уже сфокусирован, так что, например, имеет те самые габариты... правда, из-за слабости самодействия это может быть чистой теорией, в смысле, что в реале такая самофокусировка произойдет намного медленнее, чем время жизни Вселенной.

Уважаемые господа, приветствую всех!

Я человек простой и от жизни отсталый, поэтому хочу задать простой вопрос. Фотон - это элементарная частица. Следовательно, он существует. А если существует, его можно наблюдать.
Кто бы мне подсказал, как же можно пронаблюдать фотон в полете? Не в виде "атом излучил фотон" или "атом поглотил фотон", но фотон в свободном полете, когда его никто не излучает и не поглощает?

С уважением, Виктор Орлов asdfig@yandex.ru

Вы задали очень интересный вопрос.
Действительно, традиционными методами мы можем наблюдать фотон только поглощая его. Фотоны попадают на сетчатку глаза, поглощаются там, при этом создается электрический импульс, который мозг затем интерпретирует и говорит нам "прилетел фотон"
или фотон попадает на фотоприемник, создавая опять электрический импульс, который попадает на экран какого-нибудь прибора и экспериментатор фидит - прилетел фотон.

Регистрация фотона без поглощения очень сложная задача. Если у нас есть только один фотон, то это просто невозможно хотя бы из закона сохранения энергии. Ведь нам надо получить бит информации (есть фотон или его нет). А для получения информации нужно затратить энергию. Обычно эта энергия - это есть энергия самого фотона, которая переходит в другую форму энергии при поглощении.
Однако может быть и по-другому.
Такие эксперименты проводились - это так называемые квантовые невозмущающие измерения, quantum non-demolition measurements, там смысл такой, что для регистрации одного фотона используется другой фотон, но это так очень грубо.
К сожалению, сейчас нет времени - чуть позже приведу схему эксперимента. А пока если интересно можете поискать в интернете по ключевым словам "квантовые невозмущающие измерения"

"Регистрация фотона без поглощения очень сложная задача. Если у нас есть только один фотон, то это просто невозможно хотя бы из закона сохранения энергии. Ведь нам надо получить бит информации (есть фотон или его нет). А для получения информации нужно затратить энергию. Обычно эта энергия - это есть энергия самого фотона, которая переходит в другую форму энергии при поглощении."

Я так понимаю, что если есть гамма-квант, то у него достаточно энергии, чтобы и пару бит информации передать наблюдателю, и еще немало энергии останется. А что фотон после этого немного "покраснеет", так это можно пережить?

И какие они? В целом, габариты будут, если есть граничные условия, а при неограниченном ящике не должно бы быть такого (трансляционная инвариантность, однако). Т.е. конечно, можно организовать волновой пакет в квантовомеханическом смысле как суперпозицию состояний с определенным p. Ну и сами габариты как определить? < 1 фотон | A_{\mu} | 1 фотон > = ?

Никак. То, что ни с чем не взаимодействует, то и не наблюдается.

Ну при чем тут сохранение энергии? Электрон в пузырьковой камере энергию не сохраняет, однако наблюдению поддается. Проблема в другом: фотон не заряжен (никакими зарядами, кроме гравитационного), и поэтому ни с чем не взаимодействует, а участвует только в процессах испускания и поглощения. "В полете" его можно наблюдать только за счет нелинейных эффектов, чрезвычайно слабых для обычного света.


Граничные условия - нуль на бесконечности. Хотя бы в поперечном направлении. После этого получается некий волновой пакет, а дальше на него накладывается условие стационарности (если оставить уравнения линейными, без поправок, любой пакет будет расплываться). Вот когда оно успешно ляжет - тогда получатся конкретные габариты. Как-то так...

Victor Orlov

Вы используете жаргон. Он уместен, если вы ПОНИМАЕТЕ, что происходит НА САМОМ ДЕЛЕ..
В противном случае рискуете запутаться и запутать других. Он не "краснеет"..
"Покрасневший"-это ДРУГОЙ фотон.

Уважаемые господа!
Согласен с Владимиром : фотон есть чисто электромагнитное явление. Он не имеет ни массы, ни импульса. Импульс равен -pmV (p=mc).
Но у фотона нет массы!!!
С ростом частоты фотон преобретает такие пространственные размеры, что "выглядит" как частица.

Фотон - электромагнитная волна

http://www.worldspace.nm.ru/ru/articles/emw_r/emw_r.html

У фотона есть напряженности Е и Н. Это они воздействуют на вещество, а не воображаемый его импульс. Расчет Е и Н дает огромные величины. Они не звависят от частоты. От частоты зависит только эненргия фотона = W=h*v;

Постоянная Пленка не есть загадочная константа действия, а есть параметр эфира, который в диапазоне до 2.45е+20 Гц воспринимает излучение квантами по причине своей квантовой структуры:

http://www.worldspace.nm.ru/ru/articles/pdf/drkmat_r.pdf

Более высокие частоты излучения демонстрируют непрерывный, не квантовый, спектр. Это установлено наблюдениями.

Да, точно. Как-то сразу не вспомнилось такое объяснение.
Какие нелинейные эффекты здесь имеются в виду? Обычно нелинейность проявляется при взаимодействии с веществом, где
а в вакууме нелинейность только при больших энергиях, так что и она не поможет...

Квантовый кефир... да хранит мой мозг Лучезарная!
Квантовый кефир - это что же, у нас уже умудрились построить непротиворечивую и обладающую такой же предсказательной силой теорию вместо СТО и КТП?! В которйо тоже получилось квантование? С ума сойти... и там все-все есть и все получается? Не верю!

А невзаимодействующий ни с чем объект просто по определению нельзя наблюдать вне взаимодействия... кстати что можно сделать с нелинейными эффектами?

Вот я как раз про ту, что в вакууме и не поможет.