Matematické Fórum

Tomáš Vencl · 10. 05. 2018 16:49

edison napsal(a):
O vlnových balících samozřejmě vím. Ale zatím jsem nenarazil na informaci, že by jeden foton nesl nějakou informaci o kvalitě svého spektra. K tomu by mě zajímaly nějaké podrobnosti.

To je dáno vlastností zdroje, nebo detektoru, obecně nastavením experimentu. I když to asi nejde oddělit, protože o fotonu bez zdroje a detektoru nevím nic.

Chápu to tak, že mám nějaký detektor (totéž platí pro zdroje) s nějakou charakteristikou a ten mi poskytl nějaký signál. Z toho vím, že jsem zachytil foton (jedno kvantum energie) v nějakém rozmezí energií (spektrální citlivost detektoru) a v nějakém rozmezí časů (časová přesnost měření). To je vše, co mohu vědět.
Jestli to považuji za vlastnost toho fotonu, nebo měření, nebo souboru mých informací o světě, je otázka interpretace KM.

MichalAld · 10. 05. 2018 19:58

↑ Tomáš Vencl:

Já třeba přemýšlím, jak se takové fotony (s neurčitou energií) budou chovat na skleněném hranolu.

Mělo by to být zase tak, že když foton "rozložíme" optickým hranolem na celou řadu fotonů s přesnou frekvencí, nebudeme jim stavět do cesty žádné detektory a pak je zase druhým hranolem složíme, máme pořád foton s neostrou energií (frekvencí), zatímco když část spektra ostraníme (nějakým zacloněním), výsledný foton už bude jiný, s ostřejší hodnotou energie.

A (v čase) úzký záblesk se nám prodlouží - je to vlastně úplně stejné, jako když to uděláme s obyčejnou el. mag. vlnou.
Jen mi tak nějak přijde, že to bude narušovat kauzalitu, to prodloužení světelného impulzu - ale to dělají všechny idealizované filtry (i v radiotechnice) a žádný problém s tím není.

MichalAld · 11. 05. 2018 08:45

K předchozímu příspěvku - nejdůležitější, co jsem zapoměl zmínit - že ty fotony (s neostrou hodnotou energie) jsou všechny stejné. Pokud bychom na to dokázali sestrojit filtr (nevím, jestli to prakticky jde), tak jím budou opakovaně všechny procházet.

Tomáš Vencl · 11. 05. 2018 09:41

MichalAld napsal(a):
Já třeba přemýšlím, jak se takové fotony (s neurčitou energií) budou chovat na skleněném hranolu.

Mělo by to být zase tak, že když foton "rozložíme" optickým hranolem na celou řadu fotonů s přesnou frekvencí, nebudeme jim stavět do cesty žádné detektory a pak je zase druhým hranolem složíme, máme pořád foton s neostrou energií (frekvencí), .

Jasně, je to pořád ten samý foton, žádnou novou informaci jsem nezískal, jenom prošel nějakou cestou.

MichalAld napsal(a):
...zatímco když část spektra ostraníme (nějakým zacloněním), výsledný foton už bude jiný, s ostřejší hodnotou energie..

Tady už se jedná o měření, protože ta clona ve svém důsledku funguje jako detektor s užší spektrální citlivostí než původní zdroj. Takže výsledek se mi větví na dva případy. Clona zachytí foton (tedy změřil jsem foton v nějakém užším rozsahu frekvencí (ale zase ne absolutně přesně) a nebo clona nezachytí a tedy vím, že prošlý foton tu užší frekvenci nemá (komplementárně k prvnímu případu).
Každopádně obecně jakékoliv kvantové měření má vliv na měřenou veličinu, takže se není čemu divit.

MichalAld napsal(a):
A (v čase) úzký záblesk se nám prodlouží - je to vlastně úplně stejné, jako když to uděláme s obyčejnou el. mag. vlnou.
Jen mi tak nějak přijde, že to bude narušovat kauzalitu, to prodloužení světelného impulzu - ale to dělají všechny idealizované filtry (i v radiotechnice) a žádný problém s tím není.

Té poznámce o kauzalitě nerozumím, proč ?

MichalAld · 11. 05. 2018 11:42

No to je takový ten trik, že když se nechá impulz (třeba ten Diracův) projít "obdélníkovým" filtrem, dojde k jeho roztažení na obě strany (do plus i do minus t). U Diracova pulzu z toho vznikne přesně sin(x)/x. Čiže signál na výstupu filtru je dříve než ten pulz na vstupu.

V elektronice není ovšem možné takový (obdélníkový) filtr zrealizovat, a skutečné filtry se takto nechovají.
U hranolu to asi taky nepůjde, ale na první pohled mi není jasné proč.

Tomáš Vencl · 11. 05. 2018 12:55

I když to impulz roztáhne, tak snad grupová rychlost c nepřekročí, ne ?
Energie se zpřesní a čas se "rozplizne".
Myslíš to, že v rámci balíku (vlnového klubka), je možné detekovat foton (nebo cokoliv) kdykoli, tedy i úplně na začátku (sice s malou pravděpodobností), a pokud se klubko šíří grupovou rychlostí třeba c, pak ten začátek dorazí o to dřív, čím je klubko širší ?

Tomáš Vencl · 11. 05. 2018 13:14

Ještě jsem k tomu našel:

..... šíření energie je tzv. grupová rychlost. I ta může v blízkosti frekvencí tzv. anomální disperze převýšit rychlost světla ve vakuu.[1] Při těchto frekvencích však dochází k velké absorpci světla, která prakticky znemožňuje průchod světla. Úplné vysvětlení s průkazem, že princip maximální rychlosti není narušen, podali v r. 1914 Arnold Sommerfeld a Léon Brillouin: Důležitá pro přenos informace je v tomto případě rychlost čela vlny (vlnového balíku), tzv. rychlost signálu – ta však zůstává vždy menší než rychlost světla ve vakuu.

zdroj:
https://cs.wikipedia.org/wiki/Nadsv%C4%9Bteln%C3%A1_rychlost

Matematické Fórum

#26 10. 05. 2018 16:49

Re: Kvantové vysvětlení pohybu světla a Fresnelova čočka

edison napsal(a):

#27 10. 05. 2018 19:58

Re: Kvantové vysvětlení pohybu světla a Fresnelova čočka

#28 11. 05. 2018 08:45

Re: Kvantové vysvětlení pohybu světla a Fresnelova čočka

#29 11. 05. 2018 09:41

Re: Kvantové vysvětlení pohybu světla a Fresnelova čočka

MichalAld napsal(a):

MichalAld napsal(a):

MichalAld napsal(a):

#30 11. 05. 2018 11:42

Re: Kvantové vysvětlení pohybu světla a Fresnelova čočka

#31 11. 05. 2018 12:55

Re: Kvantové vysvětlení pohybu světla a Fresnelova čočka

#32 11. 05. 2018 13:14

Re: Kvantové vysvětlení pohybu světla a Fresnelova čočka

Zápatí