Matematické Fórum
Nevíte-li si rady s jakýmkoliv matematickým problémem, toto místo je pro vás jako dělané.
Nástěnka
❗22. 8. 2021 (L) Přecházíme zpět na doménu forum.matweb.cz!
❗04.11.2016 (Jel.) Čtete, prosím, před vložení dotazu, děkuji!
❗23.10.2013 (Jel.) Zkuste před zadáním dotazu použít některý z online-nástrojů, konzultovat použití můžete v sekci CAS.
Nejste přihlášen(a). Přihlásit
#1 08. 05. 2018 13:45
Domácí jednofotonový dvouštěrbinový experiment
Napadlo mě, zda by nešlo tento pokus udělat doma.
Zdroj jednotlivých fotonů lze získat překvapivě snadno: Stačí dostatečně slabý zdroj světla. Když z něj půjde třeba milion fotonů za sekundu a aparatura bude např. 30 cm dlouhá, bude průměrně 99,9 % času prázdná a ve zbytku v ní bude po 1 fotonu. Teoreticky se tam můžou občas potkat 2 a více, ale předpokládám statistickou zanedbatelnost.
Detektor pak může být snímací čip nějakého lepšího foťáku. Když může exponovat třeba půl hodiny, tak by mohl být použitelný pro takové účely. Případně se to dá šoupnout do mrazáku a šum ještě asi o 2 řády snížit.
Je to takhle reálné, zkoušel to někdo?
Offline
#3 08. 05. 2018 15:32
Re: Domácí jednofotonový dvouštěrbinový experiment
V datasheetech od různých snímacích čipů bývá uvedeno zdvojnásobení nárůstem teploty o 6-10 °C. Takže to máme 128x pro 42-70 °C, tzn. ze 25 na -17 až -45. V mrazáku mám -25 až -30 a něco.
Tedy v těch DS je "Dark current doubling", ale v nějakých App notes jsem se dočet, že šum je na tom přibližně stejně jako proud za tmy.
Offline
#6 08. 05. 2018 18:51
Re: Domácí jednofotonový dvouštěrbinový experiment
Nakonec jsem dospěl k závěru, že lepší bude klasická LED, protože má mnohem širší lineární oblast, takže se dá nejdřív svítit víc a měřit vycházející výkon a potom ho snížit na ty jednotlivé fotony, kde už to normálně měřit neumím.
Offline
#7 08. 05. 2018 19:50
Re: Domácí jednofotonový dvouštěrbinový experiment
Nevím, co máš za foťák, ale já bych raději volil lednici. Déle než dvacet minut bych radši foťák v mrazáku nenechával, kromě možného poškození nějakých obvodů to nemívá ráda baterka (dá se ale koupit nová) a displej - nenávratně odcházejí jednotlivé pixely.
Offline
#8 08. 05. 2018 21:52
Re: Domácí jednofotonový dvouštěrbinový experiment
Plánuju na to půjčit Nikon D610. Majitel s ním už fotil i v dost velkých mrazech, takže v tomto ohledu by problém nebyl.
Ovšem 20 min. je nereálné. To ani nestihne prochladnout. Prostě se celá aparatura sestaví, zabalí do igelitu spolu se silikagelem, nechá se tak půl dne schnout, večer dá do mrazáku a ráno se může měřit. Pak se vyndá a za několik hodin, až se všechno prohřeje, se může rozbalit. Akorát místo baterky se dá adaptér pro externí zdroj, protože v -30 by elektronika v baterce možná odmítla zapnutí a navíc by baterka nemusela moc dobře fungovat.
Z hlediska foťáku je důležité, aby změny teplot nebyly moc rychlé a aby se zabránilo kondenzaci vody při rozmrzání.
Offline
#9 10. 05. 2018 15:48
- Tomáš Vencl
- Příspěvky: 94
- Reputace: 4
Re: Domácí jednofotonový dvouštěrbinový experiment
↑ edison:
Kdysi jsem na Aldebaranu popisoval svůj dvouštěrbinový experiment s mikroskopem. Normální školní mikroskop, místo okuláru foťák bez objektivu, na sklíčku alobal s dvěma dirkama (udělat je dostatečně malé a dostatečně blízko sebe byl hlavní problém) a zespoda svítit laserem. Fungovalo to docela pěkně, celková délka od zdroje do detektoru byla cca 20 cm, takže dostat se řádově na 30 by určitě šlo. Celé to bylo dostatečně kompaktní, takže si umím představit to strčit do mrazáku jako celek.
Offline
#10 10. 05. 2018 16:10
Re: Domácí jednofotonový dvouštěrbinový experiment
Že obecně není problém udělat dvouštěrbinový experiment je jasné, nakonec ten Young v roce 1801 neměl laser, ani foťák a taky to zvlád.
Mě ale zajímá, zda foťák typu fullframe je použitelný pro jednofotonovou variantu, případně na jaké komplikace se mám připravit.
Offline
#11 10. 05. 2018 17:03
- Tomáš Vencl
- Příspěvky: 94
- Reputace: 4
Re: Domácí jednofotonový dvouštěrbinový experiment
Myslím, že by to mělo jít. Pokud dokážeš udělat jednofotonový zdroj, tak snímání velmi slabých zdrojů je např. v astrofotografii (i amatérské) docela běžné.
Pak sem dej fotky :-)
Offline
#12 15. 02. 2021 00:40
Re: Domácí jednofotonový dvouštěrbinový experiment
↑ edison:
Posunul jsi se s tímto experimentem někam dále? Místo foťáku bych předpokládal spíš někde sehnat CCD kameru s chlazeným čipem. V tom ale bohužel nepomůžu.
Foťák by se dal zkusit s tím, že se zjistí, do jakých intenzit je ještě použitelný. Ty nízké intenzity bys samozřejmě nemusel měřit, pokud budeš mít sadu dobře definovaných absorpčních filtrů.
Offline
#13 15. 02. 2021 19:05
Re: Domácí jednofotonový dvouštěrbinový experiment
Četl jsem polemiku o výběru zdroje fotonů. Chtěl bych podotknout laserová LED na rozdíl od obyčejné LED vydává polarizované světlo.
Offline
#15 17. 02. 2021 15:02
Re: Domácí jednofotonový dvouštěrbinový experiment
Vlastně jsem nakonec narazil na zádrhel: Když budou na štěrbiny dopadat jednotlivé fotony, většina samozřejmě neprojde, takže na snímací čip jich půjde o několik řádů míň a to už je mimo možnosti těch foťáků. Pak jsem se tomu už dál nevěnoval, protože původní myšlenka byla, aby to bylo proveditelné lidmi bez speciálního vybavení.
Offline