Здравствуйте, Sinclair, Вы писали:

V>>В изначальном условии задачи шла речь про излучение и поглощение.
S>Чтобы показать неверность тезиса "любой градиент электрического поля представим в виде суперпозиции фотонов различных частот".

Во-первых, это был мой пример.
Во-вторых, ничего непревного в нём нет, огибающую градиента можно представить всевозможнейшими комбинациями фотонов произвольных частот на приёмной стороне.


V>>Амперметр не покажет перетекания электронов при движении разнесённых в пространстве шаров вдоль градиента напряжёности электрического поля?
S>Нет — не будет происходить разложения градиента на фотоны.

Жаль тебя, тебе так хочется, чтобы оппоннет утверждал именно это, бо это так легко опровергнуть...
Но не в этой жизни. ))

Речь шла о приёме изначально.
Об обмене энергией.


S>Затем, чтобы у нас не было "тестового" заряда, который поглощает энергию поля.

У кого "у нас", что ты несёшь? ))


V>>Наличие силы объясняется обменом виртуальными фотонами, а вот возникновение работы (потеря или потребление энергии) — обменом реальными фотонами.
S>Вот со вторым я согласен, а с первым — неа.

Про первое ты вообще не в зуб ногой, рекомендую не высказываться до освоения материала, а то опять сядешь в лужу со своим "сила — это гамильтониан".


V>>И почему нет? ))
S>Потому что уравнения Максвелла линейны.

Да я уже понял из твоих высказываний в топике "Суд", что ты путал излучение и передачу энергии в оптическом и радиодиапазоне.

Балин, я столько лет не мог понять, что может быть непонятно, может я что-то плохо объясняю...
Перечитывал как-то спустя долгое время — да нет, абсолютно всё верно.

Оказывается, ты не понимал, что в оптическом диапазоне фотоны излучаются и ловятся поштучно и нефазированно, как частицы, а в радиодиапазоне частицы-фотоны на антене должны описывать огибающую единой волны по Максвеллу, чтобы получить некую ЭДС.

Потому что у Маквелла на приёмной стороне будет вторая производная от исходного сигнала (это почему при различных видах модуляции делают коррекцию спектра целевого сигнала до и после модуляции, парные интегрирование/дифференцирование).

Заодно это непонимание объясняет твой ступор на слове "огибающая".


V>>Ты услышишь F2 в приёмнике АМ.
S>Ну, то есть для этого нужно нелинейное преобразование.

А оно нам дано условием задачи, т.к. фотоны — это не плоские и бесконечные волны.
Это кванты энергии, с какой-то совсем маленькой (или нулевой, как вводится ограничение в КМ) длительностью.

Я так думаю, что ты еще в цифрах не ориентируешься.
Например, обычная радиолюбительская антенна излучает в единицах ватт целевого сигнала, а обмен фотонами теплового диапазона этой антенны составляет киловатты.
Просто сделай в этом месте паузу, помедитируй.


S>А колебательный контур, настроенный на частоту f2, не поймает ничего.

На моём рисунке антенна как раз будет ловить "огибающую" процесса, а не штучные фотоны.
Шум ЭДС от единичных фотонов сглаживается из-за собственной индуктивности.
(достаточно самой минимальной её, самого короткого проводника, бо зазор м/у спектром шума и целевой несущей — несколько порядков)

Скорее всего, ты никогда ранее не прикидывал, что даже с учётом теплового/вращательного "размазывания" спектра газа, т.е. когда речь идёт не о частоте, а о некоей дельте частот излучения/поглощения, относительная эта дельта ничтожна — избирательность получается в любом случае лучше, чем точность несущей любой вещательной радиостанции.
Т.е. условно можно рассуждать именно про математическую "линию" на спектре излучения/поглощения (в сравнении с сабжем подветки — радиопередачей).

Т.е. dF стремится к 0-лю, что согласно твоим же формулам означает, что dT стремится к бесконечности.
Но газу никакой бесконечной волны не нужно, чтобы в спектре поглощения он скушал фотон.

В целом оно говорит о том, что ты вообще плохо представляешь себе связь волн Максвелла, разложения Фурье и фотонов-квантов.


V>>Только здесь речь об обратном преобразовании — суммы в произведение, дал выше.
V>>Всё-таки излучение фотонов — это, скорее, "сумма".
S>Не "скорее", а просто сумма.

Но не сумма волн, а сумма "всплесков".
Причём, не мгновенная, а интересует процесс во времени.

В случае оптики, напротив, нас не интересует фаза, интересует только средняя энергия фотонов в единицу времени.
Т.е. "всплески" складываются по модулю, а это уже нелинейное преобразование.

Например, в случае радиопередачи, если мы принимаем нефазированный сколь угодно мощный шум из фотонов одной и той же частоты/энергии, то на выходе антенны после естественного усреднения будет полный zero (шум на многие порядки меньших энергий).

И про это тоже сразу напоминалось оптикам, что на стороне приёма у нас всё-равно фильтрация. ФНЧ — это и есть "усреднение", оно же и даёт "огибающую".


S>Ок, отлично. Давайте возьмём какой-нибудь разрежённый газ — у которого узкие линии поглощения. И будем "стрелять" в него двумя частотами Fs и Fd, такими, чтобы (Fs+Fd)/2 == f0, частоте одного из переходов.

Давай, ага.
Газ. ))


S>При этом Fs и Fd разнесены достаточно далеко, чтобы избежать попадания в линию поглощения, размытую из-за температуры газа.

Забавно, что я многократно предлагал тебе сравнить происходящее на антенне с, дословно, "квантовыми системами излучения и поглощения".
(можо было брать не только газ)

Предлагал с той целью, чтобы ты обратил внимание на отличия:
1. Газу нужны единичные фотоны, а составляют ли они когерентную волну или нет — ему фиолетово.
2. Антенне нужна огибающая волны, а составляют ли её фотоны одной частоты или разных — фиолетово.


S>Я утверждаю, что ничего поглощаться не будет. Несмотря на то, что вам будет казаться (при взгляде на картинку), что в сигнале есть F0.

Я тоже утверждаю, что в газе ничего поглощаться не будет, с той целью уже вторую неделю предлагал рассмотреть отличия газа от антенны.
Потому что газ не поглощает "сигнал", бгг...

А ты мне пытаешься на примере газа объяснить антенну. ))

Но с антенны не снимаем единичные фотоны, мы снимаем с неё ЭДС.


V>>С рассеянием понятно (и оно мне тоже играет на руку, кстате, позволяя рассуждать о возможностях "трактовать" фотоны чатот, отстоящие дальше, чем на эпсилон от F0, как целевые, т.к. лишнюю энергию в кристале есть куда деть).
V>>А излучить фотон нужной энергии как?
S>Точно так же. Процессы поглощения и излучения строго симметричны.

Они симметричны, только когда имеют оптическую природу.
Оптический — это не в смысле диапазона частот, а в смысле оперирования за раз целевыми квантами.

Потому что в обратном случае нам надо было бы согласиться на уменьшение энтропии системы, т.е. нарушить один из законов природы.

Т.е. одно дело получить квант лишней энергии и рассеять её многократно, увеличивая энтропию, а в другом случае нам требуется "собрать" нужную порцию энергии для целевого кванта из "кусочков", уменьшая при этом энтропию системы.

(это я пытаюсь рассуждать с т.з. той теории, про достовреность которой я, кстате, не утверждал)

Как это происходит в такой большой макросистеме, как антенна:
— в антенне наводится переменная ЭДС;
— переменная ЭДС создаёт переменное магнитное поле;
— заряды в переменном магнитном поле получают ускорение — излучают.

Учитывая, что скорость/ускорения теплового хаотическое движение зарядов (узлов кристаллической решетки) значительно превышает целевое/упорядоченное, то эта разница — это отклонение в тепловом шуме вещества, в целом описывающая уравновешивающие противотоки, вызванные самоиндукцией.

Таким образом, приложенное внешнее переменное напряжение в итоге модулирует внутренний тепловой шум.


V>>Обмениваться энергией могут даже в аккустическом диапазоне, но только внутри кристалла.
S>Всё верно — это означает, что пришедший фотон с частотой f0 может потратить свою энергию не только на возбуждение атома или на его тепловые колебания,а ещё и на акустическую волну.
S>Отсюда имеем непрерывность спектра поглощения/излучения.

То ты рассуждаешь о дельте, то об абсолютных значениях энергий. ))

Генерируемому переменному магнитному полю для целей самоиндукции "выгодней" влиять на процессы теплового хаотического движения, т.к. там степеней свободы больше и для "дельты" доступны произвольные значения.


V>>В общем, явление излучения при торможении или ускорения при поглощении у связанных электронов не имеет ничего общего с аналогичными явлениями у свободных электронов ("я рассматривал единичный заряд" (С) ).
S>Прямо совсем ничего?

Практически.
Произвольному движению электронов в кристалле мешает мгновенно создаваемый локальный зарядовый разбаланс.
В общем, это слишком сложный процесс, описываемый теоретически бесконечными формулами, поэтому и рассуждают о квазиэлектронах и прочих квазицастицах — численных артефактах, обобщающих происходящее.
Например:
https://ru.wikipedia.org/wiki/%D0%9F%D0%BE%D0%BB%D1%8F%D1%80%D0%BE%D0%BD

Поляро́н — квазичастица в кристалле, состоящая из электрона и сопровождающего его поля упругой деформации (поляризации) решётки. Медленно движущийся электрон в диэлектрическом кристалле, взаимодействующий с ионами решётки через дальнодействующие силы, будет постоянно окружён областью решёточной поляризации и деформации, вызванной движением электрона. Двигаясь через кристалл, электрон проводит решёточную деформацию, потому можно говорить о наличии облака фононов, сопровождающего электрон. Характер поляризации и энергия связи электрона с решёткой отличаются в металлах, полупроводниках и ионных кристаллах. Это связано с типом связи и скоростью движения электронов в решётке.

V>>Тут ошибка, никаких непрерывных полос нет.
V>>Они принимаются условно-непрерывными для простоты рассчётов, т.е. это такой способ приближённого рассмотрения.
S>Эмм, вы же только что сами рассказали про то, как расплываются линии поглощения как только мы уходим от модели "одиночных невзаимодействующих атомов".

Газ не является квантовой системой.


S>Почему вы думаете, что уровни энергии внутри зоны проводимости при расплывании не начинают "налезать" друг на друга?

В квантовой системе, даже если от тепловых процессов разрешенные уровни внутри зоны "гуляют" и при усреднённом наблюдении выглядят как расплывчатые, в любом случае в каждый момент времени никакой расплывчатости нет.

А излучение/поглощение происходит именно в такой момент, нулевой по длительности (или почти нулевой), когда уровни внутри зоны не пересечены.

Я ж говорил — условно это считается зоной, но строго говоря — лишь совокупность близкорасположенных уровней.


V>>Поглощать и излучать энергию электроны могут лишь квантами, прыгая при этом по энергетическим уровням, а не по узлам кристаллической решетки.
S>Электроны проводимости формируют "газ". По узлам они, конечно же, не прыгают.

Это слишком упрощённое представление.
Реальные электроны в этом газе не могут двигаться как заблагорассудится.

С квазиклассической точки зрения все электроны в кристалле находятся в постоянном движении, однако в равновесном состоянии на каждый электрон, двигающийся в каком-либо направлении приходится ровно один электрон, двигающийся в обратную сторону, и переноса электрического заряда (протекания электрического тока через кристалл) не наблюдается. При переходе в неравновесное состояние для протекания электрического тока необходимо разогнать электроны (несущие отрицательный заряд) в сторону, противоположную протеканию тока (за направление тока принимается перенос положительного заряда).

Однако это связано с двумя фундаментальными трудностями: во-первых, большинство внешних полей одинаково действуют на все электроны (например, электрическое поле действует на любой электрон с силой равной произведению заряда электрона на напряженность поля); а во-вторых, ускорение электрона приводит к изменению его скорости (или, эквивалентно, волнового вектора), что, в соответствии с принципом Паули, разрешено только если в пространстве состояний имеется не занятое состояние с таким волновым вектором. В результате при включении электрического (магнитного или иного поля, например температурного градиента) вся совокупность квазиклассических электронов в любой энергетической зоне кристалла стремится ускориться, а значит совокупно сместиться в пространстве состояний (пространстве волновых векторов, к-пространстве).

ХЗ, ключевое выделил.
И повторял это не раз, похоже, ты многое пропускаешь мимо, что приходится раз за разом возвращаться к одному и тому же...
Скорость продвижения ни к чёрту.

Ладно, это всё утомительно и я уже многократно повторяюсь.
На остальное потом, не спеша. ))

Здравствуйте, vdimas, Вы писали:

V>Во-первых, это был мой пример.
V>Во-вторых, ничего непревного в нём нет, огибающую градиента можно представить всевозможнейшими комбинациями фотонов произвольных частот на приёмной стороне.
И тем не менее, градиент есть, а фотонов — нет.


V>>>Ты услышишь F2 в приёмнике АМ.
S>>Ну, то есть для этого нужно нелинейное преобразование.

V>А оно нам дано условием задачи, т.к. фотоны — это не плоские и бесконечные волны.
Нет, не дано.
V>Это кванты энергии, с какой-то совсем маленькой (или нулевой, как вводится ограничение в КМ) длительностью.

V>Я так думаю, что ты еще в цифрах не ориентируешься.
V>Например, обычная радиолюбительская антенна излучает в единицах ватт целевого сигнала, а обмен фотонами теплового диапазона этой антенны составляет киловатты.
Очень хорошо. Вот у нас стоит такая антенна в Новосибирске. Вторая — приёмная, стоит в Севастополе.
Удастся ли нам на антенне в Севастополе поймать тепловые фотоны из Новосибирска?
А если мы будем поливать антенну в Новосибирске жидким азотом — она по-прежнему будет излучать киловатты в тепловом диапазоне?
Ну, и вопрос на закуску: вот взяли мы, допустим, передатчик kenwood. https://kenwood-radio.ru/upload/iblock/195/19570f036fcfa4a9064f48e94278236d.pdf
У него паспортная выходная мощность — 200 ватт. Пиковая потребляемая мощность — примерно 500 Вт. Откуда берутся киловатты на тепловое излучение?

S>>А колебательный контур, настроенный на частоту f2, не поймает ничего.
V>На моём рисунке антенна как раз будем ловить "огибающую" процесса, а не штучные фотоны.
Эмм. В вашем рисунке спектр сформированного сигнала будет как раз состоять в основном из f2. Никаких фотонов с частотами f1, сильно отличающимися от f2, в нём просто не будет — и это легко проверить, хоть при помощи спектрометра, хоть квантовой принимающей системой. Независимо от того, как вы устроите антенну, которая должна "ловить огибающую".

V>Скорее всего, ты никогда ранее не прикидывал, что даже с учётом теплового/вращательного "размазывания" спектра газа, т.е. когда речь идёт не о частоте, а о некоей дельте частот излучения/поглощения, относительная эта дельта ничтожна — избирательность получается в любом случае лучше, чем точность несущей любой вещательной радиостанции.
Для разрежённого газа — да, у нас очень мало линий в спектре, т.к. есть всего несколько уровней, между которыми разрешены переходы.
А в кристалле плотность уровней совершенно безумная.

V>Т.е. условно можно рассуждать именно про математическую "линию" на спектре излучения/поглощения (в сравнении с сабжем подветки — радиопередачей).
Вы понимаете, о каком расстоянии между этими линиями идёт речь для того же кристалла меди? Мы говорим о длине волн в 10^-8м, а расстояния между "соседними" линиями — не более 10¹⁵м.
На самом деле меньше, т.к. расстояния между уровнями неравномерны.
Ну, вот простой пример: допустим, у нас есть следующие уровни энергии (в попугаях): 10,20,31,43,56,70,85,101,118,136,155,175. Минимальное расстояние между уровнями — 10.
Каковы будут расстояния между соседними линиями в спектре?
Вот как устроен спектр такой системы:
10,11,12,13,14,15,16,17,18,19,20, 21,23,25,27, 29, 31,33,35,36, 37,39, 42, 45, 46, 48, 50, 51, 54, 57, 58, 60, 62, 65, 66, 70, 74, 75, 80, 81, 85, 87, 90, 91, 93, 98, 99, 105, 108, 112, 108, 116, 119, 124, 126, 132, 135, 144, 145, 155, 165
Смотрите, как плотно расположены спектральные линии в нижней части спектра. Из N уровней у нас получилось N(N-1) линий, и они расположены очень плотно.
Когда у нас 10²⁰ уровней, то мы будем иметь 10⁴⁰ линий, из которых самая низкочастотная соответствует нашей минимальной dE, а самая высокочастотная соответствует ширине всей энергетической зоны.
Даже если в часть линий попадает не 1, а несколько переходов (как в вымышленном примере выше), всё равно у нас получается очень плотная сетка.
Порядок величин — мы говорим об относительном расстоянии между соседними частотами примерно в 10^-30.
То есть для того, чтобы допплеровское смещение сместило линию номер N прямо на линию номер N+1, нам достаточно скорости v равной 10^-30*c, или ~3*10⁸10^-30 = 3*10^-22 метров в секунду.
Даже если мы пренебрежём разбросом расстояний между уровнями — пусть все уровни отстоят друг от друга ровно на одну и ту же dE, и все переходы работают только на частотах кратных dE, мы получим предельную скорость теплового движения, при котором линии останутся различимыми, примерно в 10^-12 метров в секунду.
Как думаете, достигают ли атомы в радиоантеннах такой скорости?

V>В целом оно говорит о том, что ты вообще плохо представляешь себе связь волн Максвелла, разложения Фурье и фотонов-квантов.


V>Но не сумма волн, а сумма "всплесков".
Сумма волн. У нас нет фотон-фотонного взаимодействия.

V>В случае оптики, напротив, нас не интересует фаза, интересует только средняя энергия фотонов в единицу времени.
V>Т.е. "всплески" складываются по модулю, а это уже нелнейное преобразование.
Ох-хох-хоо.

V>Например, в случае радиопередачи, если мы принимаем нефазированный сколь угодно мощный шум из фотонов одной и той же частоты/энергии, то на выходе антенны после естественного усреднения будет полный zero (шум на многие порядки меньших энергий).
Хм. А как мы тогда засекаем излучение межзвёздного водорода?

V>Предлагал с той целью, чтобы ты обратил внимание на отличия:
V>1. Газу нужны единичные фотоны, а составляют ли они когерентную волну или нет — ему фиолетово.
V>2. Антенне нужна огибающая волны, а составляют ли её фотоны одной частоты или разных — фиолетово.


V>Но с антенны не снимаем единичные фотоны, мы снимаем с неё ЭДС.
Отож. А откуда берётся ЭДС? В моей картине мира всё очевидно: электроны проводимости поглощают радиофотоны, получая некоторое ускорение.

V>Они симметричны, только когда имеют оптическую природу.
Они всегда симметричны. Так устроены уравнения в физике. Вы не можете сделать излучатель, который ничего не поглощает, и поглотитель, который ничего не излучает.


V>Как это происходит в такой большой макросистеме, как антенна:
V>- в антенне наводится переменная ЭДС;
V>- переменная ЭДС создаёт переменное магнитное поле;
V>- заряды в переменном магнитном поле получают ускорение — излучают.
Совершенно верно. И излучение у нас происходит ровно на той частоте, с которой у нас осциллируют заряды — ведь у нас ЭДС переменная, поэтому они движутся то туда, то сюда.

V>Таким образом, приложенное внешнее переменное напряжение в итоге модулирует внутренний тепловой шум.
То есть вы хотите сказать, что "тепловой шум" то усиливается, то ослабевает — и вот частота этих "биений" и есть радиочастота?
И если мы обернём антенну материалом, который прозрачен в радиодиапазоне, но непрозрачен в инфракрасном, то никакой сигнал никуда не уйдёт?

V>Практически.
V>Произвольному движению электронов в кристалле мешает мгновенно создаваемый локальный зарядовый разбаланс.
V>В общем, это слишком сложный процесс, описываемый теоретически бесконечными формулами, поэтому и рассуждают о квазиэлектронах и прочих квазицастицах — численных артефактах, обобщающих происходящее.

И тем не менее, у нас есть квантовая модель, которая вполне удовлетворительно описывает все явления, наблюдаемые в проводниках, полупроводниках, и диэлектриках.

Здравствуйте, Sinclair, Вы писали:

V>>Не стоило так вилять с первого же абзаца, я хотел обратного — принимать эти импульсы, см пост, на который отвечаешь.
S>Брр. Цитируем ваш текст:
S>"мы излучаем короткими когерентными импульсами некоей частоты F1"
S>Я вам подробно объясняю, почему уже вот это — невозможно.

Не объясняешь.
Ты пока делишься своим непониманием происходящего.


S>Дальнейшие рассуждения про то, что вы там будете принимать — нерелевантны.

Это ты рано бездоказательно торопишься.


S>Невозможно изобразить электромагнитным излучением вот такой вот "кусочек наклонной линии.

Возможно аж бегом.


S>— набор монохроматических излучателей в разных фазах, некая система каким-либо образом последовательно переключает поток фотонов, по кругу проходя по излучателям;
S>На выходе такой системы будет широкий спектр частот.

Частот или фотонов?


S>Вы не можете просто взять и вырезать "кусок волны" от одного из фотонов.

Конечно не могу.

Я могу обратное — вырезать фотоны из волны.
Монохроматическая волна представлена, грубо, точеными последовательностями фазированных фотонов, плотность которых пропорциональна принимаемой мощности сигнала.


S>— "квантовая фильтрация" через спектры поглощения — подобрать такой набор последовательных "фильтров", чтобы на выходе была относительно узкая щель в диапазоне частот S>На выходе из этого набора фильтров не будет импульсов вот такой вот странной формы.

Будет произвольной формы, как оно есть в реальном мире — газ поглощает или не поглощает единичные фотоны, а не бесконечные в пространстве волны.

Я уже рядом проходился по твоему "пониманию" — похоже, тебе всегда казалось, что свет оптического диапазона представляет из себя тоже набор монохроматических волн (см. определение, а то у меня есть подозрение, что ты неверно пользуешься терминами). Но это бывает только в специальном случае — на лазерах, а так нет — в оптическом диапазоне мы имеем дело с шумом, а не наборами волн.

Или же когда излучение приходит из/сквозь газовые облака чудовищных размеров — на больших размерах частично проявляются те же эффекты, ради которых создан лазер в маленьких размерах, но с хитретцой — со встречными зеркалами.


S>Будет обычный поток фотонов с частотой F1 плюс-минус эпсилон.

Верно. Поток фотонов, а не монохроматическая волна.
Медитировать в этом месте до посинения.


S>— предположить, что эти фотоны такой загогулиной из космоса прилетели согласно невероятной случайности, где обязьяна стуча хаотично по клавишам, однажды напишет "Войну
S>Это невозможно, из фотонов с частотой f1 не выйдет собрать "вот такую загогулину".

Пффф...
Такое стабильное ощущение, что ты не понял, что по ординате была фаза.

 ^        *
φ|     *
 |   * 
 |  *
 | *
 |*
 +---------->
           T

Остаётся только повториться, что выглядит так, что ты не понимаешь связь м/у фотонами и волнами Максвелла.

Точки на графике — условная последовательность фотонов, по абциссе время, по ординате фаза.

В радиодиапазоне на каждую волну приходится очень много фотонов (делишь мощность принимаемого сигнала на энергию фотона и на частоту, получаешь кол-во фотонов на период).

В оптическом часто наоборот — среднее расстояние м/у фотонами заметно больше длины волны, никаких волн Маквелла там уже нет, можно смело рассматривать их как независимые частицы.

Здравствуйте, vdimas, Вы писали:
V>Возможно аж бегом.
Невозможно. Квантовая механика запрещает.

V>Частот или фотонов?
Частот.

S>>Вы не можете просто взять и вырезать "кусок волны" от одного из фотонов.
V>Я могу обратное — вырезать фотоны из волны.

V>Монохроматическая волна представлена, грубо, точеными последовательностями фазированных фотонов, плотность которых пропорциональна принимаемой мощности сигнала.
Слово "монохроматическая" означает "состоящая из одной частоты".

V>Будет произвольной формы, как оно есть в реальном мире — газ поглощает или не поглощает единичные фотоны, а не бесконечные в пространстве волны.
Нет, КМ запрещает такие импульсы.
V>Я уже рядом проходился по твоему "пониманию" — похоже, тебе всегда казалось, что свет оптического диапазона представляет из себя тоже набор монохроматических волн (см. определение, а то у меня есть подозрение, что ты неверно пользуешься терминами). Но это бывает только в специальном случае — на лазерах, а так нет — в оптическом диапазоне мы имеем дело с шумом, а не наборами волн.
Омг. Посмотрите на спектр неоновой лампы и попробуйте отличить его от спектра HeNe лазера.

V>Или же когда излучение приходит из/сквозь газовые облака чудовищных размеров — на больших размерах частично проявляются те же эффекты, ради которых создан лазер в маленьких размерах, но с хитретцой — со встречными зеркалами.
Похоже, принцип работы лазера вам тоже не преподали.

S>>Будет обычный поток фотонов с частотой F1 плюс-минус эпсилон.

V>Верно. Поток фотонов, а не монохроматическая волна.
Это и есть монохроматическая (более-менее) волна

V>Пффф...
V>Такое стабильное ощущение, что ты не понял, что по ординате была фаза.
V>

V> ^        *
V>φ|     *
V> |   * 
V> |  *
V> | *
V> |*
V> +---------->
V>           T
V>

Да, я полагал, что по ординате у вас напряжённость поля.
Если у вас там по ординате фаза, то разный наклон прямых соответствует разным частотам, я правильно понял?

V>Точки на графике — условная последовательность фотонов, по абциссе время, по ординате фаза.
Ок, теперь более понятно. Вы берёте короткие импульсы, которые имеют широкий спектр (монохроматическими их сделать не получится), испускаете их со сдвигом фазы, и ожидаете сконструировать из них какую-то другую частоту, которой не было в исходных импульсах?

V>В радиодиапазоне на каждую волну приходится очень много фотонов (делишь мощность принимаемого сигнала на энергию фотона и на частоту, получаешь кол-во фотонов на период).
Да, всё верно.
V>В оптическом часто наоборот — среднее расстояние м/у фотонами заметно больше длины волны, никаких волн Маквелла там уже нет, можно смело рассматривать их как независимые частицы.
Что такое "расстояние между фотонами"?
Волны там, конечно же, есть — дуализм, знаете ли.
Наличие волн в фотонах оптического диапазона было блестяще продемонстрировано ещё во времена Френеля.

Здравствуйте, Sinclair, Вы писали:

V>>Возможно аж бегом.
S>Невозможно. Квантовая механика запрещает.

Не запрещает или обоснуй.
Пока что у тебя были "аргументы" из классической волновой механики, где КМ не при чём.

Буду подсчитывать твои возражения без обоснования.
Один.


V>>Частот или фотонов?
S>Частот.

Фотоны — это не плоские волны, в математической частотной области это волновой пакет.
Подменять одно другим в рассуждениях нельзя.
(и ты же сам утверждал про нулевые размеры фотонов, помнится)
Два.


S>>>Вы не можете просто взять и вырезать "кусок волны" от одного из фотонов.
V>>Я могу обратное — вырезать фотоны из волны.
V>>Монохроматическая волна представлена, грубо, точеными последовательностями фазированных фотонов, плотность которых пропорциональна принимаемой мощности сигнала.
S>Слово "монохроматическая" означает "состоящая из одной частоты".

В вики можно найти определение "монохроматической волны".
Потом можно вернуться к выделенному и родить адекватное возражение (если еще желание останется), которое будет возражением не только по интонации, но и по смыслу.
Три.


V>>Будет произвольной формы, как оно есть в реальном мире — газ поглощает или не поглощает единичные фотоны, а не бесконечные в пространстве волны.
S>Нет, КМ запрещает такие импульсы.

Наоборот, КМ постулирует беспроблемное наличие таких импульсов и других любых из-за квантовой природы фотонов (и вообще любых бозонов).
Четыре.


V>>Я уже рядом проходился по твоему "пониманию" — похоже, тебе всегда казалось, что свет оптического диапазона представляет из себя тоже набор монохроматических волн (см. определение, а то у меня есть подозрение, что ты неверно пользуешься терминами). Но это бывает только в специальном случае — на лазерах, а так нет — в оптическом диапазоне мы имеем дело с шумом, а не наборами волн.
S>Омг. Посмотрите на спектр неоновой лампы и попробуйте отличить его от спектра HeNe лазера.

Сходу пять.

Здесь не удержусь, буду пороть:

— "монохроматическая волна" — это математическая модель, в природе её не бывает, реальная ЭМ-"волна" будет иметь точечную природу (от много точек на период до много периодов на точку);

— отличие излучения лазера от неоновой лампы не только в направленности пучка (в чем цель лазера), но и в когерентности фаз испускаемых лазером фотонов, в итоге излучение резонансного лазера где-то близко к модели монохроматической волны при достаточной плотности светового потока.

— у неоновой лампы, фотоны не фазированы или фазированы гораздо хуже (эффект индукции фотонов присутствует, но из-за малой толщины газовой колбы мал).

Если когерентное и некогерентное излучение имеет один и тот же оптический спектр, это не значит, что оно имеет один и тот же математический спектр.
Математический спектр единичного фотона довольно-таки широк, весь этот спектр называют волновым пакетом.

Путать одно с другим нельзя.

Если фотоны когерентны, то из их "математического" волнового пакета амплитуда основной частоты складывается, а остальные частоты будут не в фазе и их суммарная амплитуда (в сравнении с амлитудой основной частоты) будет убывать по корню квадратному от кол-ва фотонов, т.е. в устоявшемся некоем продолжительном процессе когерентного излучения может быть принята нулевой.


V>>Или же когда излучение приходит из/сквозь газовые облака чудовищных размеров — на больших размерах частично проявляются те же эффекты, ради которых создан лазер в маленьких размерах, но с хитретцой — со встречными зеркалами.
S> Похоже, принцип работы лазера вам тоже не преподали.

Шесть.
Выше уже выпорот, см. индуцированное излучение.
Сравнить со спонтанным, затем медитировать, при чём тут размеры газовых облаков.


V>>Верно. Поток фотонов, а не монохроматическая волна.
S>Это и есть монохроматическая (более-менее) волна

Это уже твоя лень.
Семь.


V>>Такое стабильное ощущение, что ты не понял, что по ординате была фаза.
S>Да, я полагал, что по ординате у вас напряжённость поля.

Дык, по одной из проекций вращающаяся фаза даст такую картинку напряжённости Е поля, а по другой проекции — М-поля (со сдвигом 90 градусов).

Сами проекции зависят от польности фотона, например, обычная плоская антенна (два проводника на одной оси) излучают E1-фотоны, рамка излучает М1-фотоны.


S>Если у вас там по ординате фаза, то разный наклон прямых соответствует разным частотам, я правильно понял?

Разным фазам одной частоты.
Это я рисовал рукой, лень было брать одну синусоиду и копировать её участки.
Для аппроксимации синусоиды вдвое меньшей частоты необходимо брать сдвиг фазы по исходной синусоиде вдвое меньший ширины импульса.


V>>Точки на графике — условная последовательность фотонов, по абциссе время, по ординате фаза.
S>Ок, теперь более понятно. Вы берёте короткие импульсы, которые имеют широкий спектр

Я беру фотоны-частицы.
Математически спектр каждой частицы и так уже довольно широк.


S>монохроматическими их сделать не получится

Определение "монохроматический" принято относить к волне (дуализм), когда рассуждают о макропроцессе.
Поэтому ошибочно рассуждать о наборе нефазированных фотонов одной частоты насчёт того "монохроматические" они или нет.
Правильней будет говорить просто о частоте (энергии) фотонов.
Восемь.


S>испускаете их со сдвигом фазы, и ожидаете сконструировать из них какую-то другую частоту, которой не было в исходных импульсах?

Почему не было?
Повторюсь, "математический" спектр единичного фотона весьма широк.

Например, магнитные дипольные фотоны на приёме порождают "всплеск" ЭДС, по характеру близкий к дельта-функции. Именно за этим я приводил примеры импульсных усилителей (наивно полагая, что понятно, о чём речь).


V>>В радиодиапазоне на каждую волну приходится очень много фотонов (делишь мощность принимаемого сигнала на энергию фотона и на частоту, получаешь кол-во фотонов на период).
S>Да, всё верно.
V>>В оптическом часто наоборот — среднее расстояние м/у фотонами заметно больше длины волны, никаких волн Маквелла там уже нет, можно смело рассматривать их как независимые частицы.
S>Что такое "расстояние между фотонами"?

э-э-э...
А что такое расстояние?


S>Волны там, конечно же, есть — дуализм, знаете ли.

Разумеется.
Но не волны Максвелла.
Дуализм, знаете ли.

Оптические фотоны поглощаются "поштучно".
А когда говорят о волнах Максвелла, то имеют ввиду чудовищный (в сравнении с единичными фотонами) макропроцесс.


S>Наличие волн в фотонах оптического диапазона было блестяще продемонстрировано ещё во времена Френеля.

Ты про дифракционную картинку?
Ну смелее, смелее! ))
Девять.

Посказка — курить свето-электро-химические реакции.
Ведь это мы глазами картинку наблюдаем, верно?
И схожими по принципу действия фотоплёнкой или детекторами камер.

Как думаешь, а будут ли наблюдать дифракцию штучные считыватели фотонов?
(такие уже есть, правда, у них пока недостаточное быстродействие для частот 10¹⁵ Гц, чтобы различать отдельные фотоны в плотном их потоке)

Здравствуйте, vdimas, Вы писали:

V>Пока что у тебя были "аргументы" из классической волновой механики, где КМ не при чём.
Я же уже привёл вам принцип неопределённости Гейзенберга. В применении к фотонам он и даёт ограничения: невозможно одновременно ограничить ширину спектра импульсап и его длительность.
И это ограничение действует как на N фотонов, так и на 1 фотон.

V>Фотоны — это не плоские волны, в математической частотной области это волновой пакет.
Совершенно верно. Можно "заставить" этот волновой пакет быть узкополосным по частоте, но тогда он будет "длинным". Можно заставить его быть "коротким", но тогда он будет широкополосным.
V>(и ты же сам утверждал про нулевые размеры фотонов, помнится)
Размеры квантовых объектов ведут себя не так, как в быту.

V>>>Монохроматическая волна представлена, грубо, точеными последовательностями фазированных фотонов, плотность которых пропорциональна принимаемой мощности сигнала.
S>>Слово "монохроматическая" означает "состоящая из одной частоты".
V>В вики можно найти определение "монохроматической волны".
Можно. Вот оно:

Монохроматическая волна — модель в физике, удобная для теоретического описания явлений волновой природы, означающая, что в спектр волны входит всего одна составляющая по частоте.
На практике чисто монохроматическая волна не осуществима, так как должна была бы быть бесконечной — прежде всего, во времени. Реальные процессы излучения ограничены во времени, и поэтому под монохроматической обычно понимается волна с очень узким спектром. Чем уже интервал, в котором находятся частоты реальной волны, тем «монохроматичнее» излучение.

Найдите различия с процитированным мной определением.

V>Наоборот, КМ постулирует беспроблемное наличие таких импульсов и других любых из-за квантовой природы фотонов (и вообще любых бозонов).

V>Сходу пять.
V>Здесь не удержусь, буду пороть:
V>- "монохроматическая волна" — это математическая модель, в природе её не бывает, реальная ЭМ-"волна" будет иметь точечную природу (от много точек на период до много периодов на точку);
Что такое "точка" в этой вашей фразе? ЭМ-волна ни из каких точек не состоит.
V>- отличие излучения лазера от неоновой лампы не только в направленности пучка (в чем цель лазера), но и в когерентности фаз испускаемых лазером фотонов, в итоге излучение резонансного лазера где-то близко к модели монохроматической волны при достаточной плотности светового потока.
V>- у неоновой лампы, фотоны не фазированы или фазированы гораздо хуже (эффект индукции фотонов присутствует, но из-за малой толщины газовой колбы мал).
Давайте конкретнее: что у нас там с шириной спектра неоновой лампы? Будет ли её свет монохроматическим?

V>Если когерентное и некогерентное излучение имеет один и тот же оптический спектр, это не значит, что оно имеет один и тот же математический спектр.
V>Математический спектр единичного фотона довольно-таки широк, весь этот спектр называют волновым пакетом.
V>Путать одно с другим нельзя.
Ок, очень хорошо. С нетерпением жду узнать, чем отличается "оптический" спектр от "математического".

V>Если фотоны когерентны, то из их "математического" волнового пакета амплитуда основной частоты складывается, а остальные частоты будут не в фазе и их суммарная амплитуда (в сравнении с амлитудой основной частоты) будет убывать по корню квадратному от кол-ва фотонов, т.е. в устоявшемся некоем продолжительном процессе когерентного излучения может быть принята нулевой.
Это всё хорошо. А с некогерентным излучением что будет происходить? Что мы увидим, посмотрев на неоновую лампу в спектроскоп?
V>Шесть.
V>Выше уже выпорот, см. индуцированное излучение.
V>Сравнить со спонтанным, затем медитировать, при чём тут размеры газовых облаков.
Не, медитировать не получается. Давайте, расскажите мне, как размер газовых облаков влияет на индуцированность излучения.

S>>Это и есть монохроматическая (более-менее) волна
V>Семь.
Ну и к чему вы сослались на википедию?

V>Дык, по одной из проекций вращающаяся фаза даст такую картинку напряжённости Е поля, а по другой проекции — М-поля (со сдвигом 90 градусов).
Брр. Фаза от времени зависит линейно, напряжённость — гармонически. Продолжаю непонимать график.

S>>Если у вас там по ординате фаза, то разный наклон прямых соответствует разным частотам, я правильно понял?
V>Разным фазам одной частоты.
Тогда непонятно. Фаза — это же фактически f*t; если частота одна и та же, то наклон должен был быть одинаковым.
V>Для аппроксимации синусоиды вдвое меньшей частоты необходимо брать сдвиг фазы по исходной синусоиде вдвое меньший ширины импульса.
Давайте вы лучше напишете формулу: как устроено, допустим, электрическое поле каждого из импульсов (ну, или фотонов, если вам так удобно) от времени.
И расскажете, что вы рассчитываете получить в итоге.

V>>>Точки на графике — условная последовательность фотонов, по абциссе время, по ординате фаза.

V>Я беру фотоны-частицы.
V>Математически спектр каждой частицы и так уже довольно широк.
S>>монохроматическими их сделать не получится
V>Определение "монохроматический" принято относить к волне (дуализм), когда рассуждают о макропроцессе.
V>Поэтому ошибочно рассуждать о наборе нефазированных фотонов одной частоты насчёт того "монохроматические" они или нет.
Отчего же? Можно рассуждать о монохроматичности набора фотонов.\
Вот, например: https://ru.wikipedia.org/wiki/%D0%9C%D0%BE%D0%BD%D0%BE%D1%85%D1%80%D0%BE%D0%BC%D0%B0%D1%82%D0%B8%D1%87%D0%B5%D1%81%D0%BA%D0%BE%D0%B5_%D0%B8%D0%B7%D0%BB%D1%83%D1%87%D0%B5%D0%BD%D0%B8%D0%B5
Излучение газоразрядной лампы — тот самый поток нефазированных фотонов (сюрприз-сюрприз).

V>Почему не было?
V>Повторюсь, "математический" спектр единичного фотона весьма широк.
Ок, отлично. Мы начинаем приближаться к консенсусу.


V>Разумеется.
V>Но не волны Максвелла.
А какие???? Неужто фотоны ухитряются порождать ещё какие-то волны, кроме электромагнитных?

V>Оптические фотоны поглощаются "поштучно".
V>А когда говорят о волнах Максвелла, то имеют ввиду чудовищный (в сравнении с единичными фотонами) макропроцесс.
Все волны — одинаковы.

V>Ты про дифракционную картинку?
Да, про неё.

V>Как думаешь, а будут ли наблюдать дифракцию штучные считыватели фотонов?
Только в путь.
V>(такие уже есть, правда, у них пока недостаточное быстродействие для частот 10¹⁵ Гц, чтобы различать отдельные фотоны в плотном их потоке)
Совершенно незачем различать отдельные фотоны. Но если вам так хочется — всегда можно ослабить поток фотонов так, чтобы они был прямо раз в минуту. Дифракция прекрасно будет наблюдаться и квантовым механизмом — например, фотоэлектронным умножителем.

Здравствуйте, a_g_99, Вы писали:

__>1) Уравне́ния Ма́ксвелла наделяют волну как положительной так и отрицательной частотой. Отрицательные частоты предполагают наличие фотонов с отрицательным зарядом

А Вселенная знает, что она обязана подчиняться этой модели?

__>2) Если вы бабуля умеете читать и читали статью итальянских физиков, то смогли сделать вывод — они провели довольно успешный эксперимент и показали что что в определённом смысле излучение с отрицательной частотой существует

Излучение «в определённом смысле» может не подходить для решения данной технической задачи.

Здравствуйте, Sinclair, Вы писали:

V>>Пока что у тебя были "аргументы" из классической волновой механики, где КМ не при чём.
S>Я же уже привёл вам принцип неопределённости Гейзенберга. В применении к фотонам он и даёт ограничения: невозможно одновременно ограничить ширину спектра импульсап и его длительность.

Я на это уже отвечал — ширина спектра единичного фотона и так большая.
См. попытки у разных авторов вывести его волновую ф-ию, особенно после получения возможности однофотонного излучения (до сих пор именно попытки вывести его волновую ф-ию, угу, но в целом они похожи — обычный интеграл Фурье, а не единичная монохроматичная волна).


S>И это ограничение действует как на N фотонов, так и на 1 фотон.

Чем показал, что плаваешь в азах КМ — для безмассовых частиц дельта импульса равна импульсу частицы.
Именно поэтому для безмассовых частиц существует проблема корректной нормировки на единичную вероятность — ведь дельта x равна бесконечности.

На практике это выражается в то, что площадь мишени для принятия фотонов должна быть "достаточно большой" — на порядки больше длины волны.
И в своём мысленном эксперименте я эту площадь никак не ограничивал.


V>>Фотоны — это не плоские волны, в математической частотной области это волновой пакет.
S>Совершенно верно. Можно "заставить" этот волновой пакет быть узкополосным по частоте, но тогда он будет "длинным". Можно заставить его быть "коротким", но тогда он будет широкополосным.

Именно так.
Единичный фотон некоторой энергии имеет некую плотность распредления по спектру Фурье, которая не выглядит как линейчатый спектр в оптике при дисперсии светового потока после щели на призме.


V>>(и ты же сам утверждал про нулевые размеры фотонов, помнится)
S>Размеры квантовых объектов ведут себя не так, как в быту.

Сорри, но подобные рассуждения попахивают попыткой выдать собственное "внутреннее понимание КМ на пальцах" за саму КМ. ))


V>>>>Монохроматическая волна представлена, грубо, точеными последовательностями фазированных фотонов, плотность которых пропорциональна принимаемой мощности сигнала.
S>Найдите различия с процитированным мной определением.

Разница в предмете обсуждения — ты отвечал на абзац, где речь не шла о бесконечной плоской волне и не могла идти.


V>>Наоборот, КМ постулирует беспроблемное наличие таких импульсов и других любых из-за квантовой природы фотонов (и вообще любых бозонов).
S>

Ага, РТФМ.


V>>- "монохроматическая волна" — это математическая модель, в природе её не бывает, реальная ЭМ-"волна" будет иметь точечную природу (от много точек на период до много периодов на точку);
S>Что такое "точка" в этой вашей фразе?

Максимум моды фотона, эдакий фронт волнового пакета, наиболее вероятное время "прибытия" фотона на мишень.


S>ЭМ-волна ни из каких точек не состоит.

Самое забавное утверждение в этой теме.

На сегодня никто не знает "из чего состоит" ЭМ-волна, поэтому, пытаться подтверждать или оспаривать любое утверждение в этом плане заведомо нелепо.


S>Давайте конкретнее: что у нас там с шириной спектра неоновой лампы? Будет ли её свет монохроматическим?

Я тебе дал ссылку на вики — монохроматической волной свет от неоновой лампы являться не будет ни в каком приближении.


S>Ок, очень хорошо. С нетерпением жду узнать, чем отличается "оптический" спектр от "математического".

Тем, что оптический спектр — это спектр энергий, а не частот бесконечных в пространстве математических волн.
Курить свето/фото-электро-химические реакции, где поглощаются или излучаются кванты энергии вполне конкретных номиналов электрон-вольт из довольно узкой полосы энергий (при прямозонном оптическом переходе у свето-фотодиодов, например).


V>>Если фотоны когерентны, то из их "математического" волнового пакета амплитуда основной частоты складывается, а остальные частоты будут не в фазе и их суммарная амплитуда (в сравнении с амлитудой основной частоты) будет убывать по корню квадратному от кол-ва фотонов, т.е. в устоявшемся некоем продолжительном процессе когерентного излучения может быть принята нулевой.
S>Это всё хорошо. А с некогерентным излучением что будет происходить? Что мы увидим, посмотрев на неоновую лампу в спектроскоп?

Мы увидим усреднение от модуля некоего шума в каждой из полос.
"Шум" в данном случае означает некогерентность отдельных фотонов.

Для потока света той мощности, которая всё еще не разрушает фоторецепторные клетки человеческого глаза, среднее расстояние м/у фотонами во многие разы больше длины волны.
В т.ч. расстояние в поперечной плоскости, т.е. "соседние" фотоны из светового пучка могут приниматься соседними клетками-колбочками глаза, или отдельными пигментами одной колбочки, где энергия возбуждения переносится другими "свободными" митохондриями (счёт митохондриям в одной клетке идёт на тысячи), но сигнал электрохимического возбуждения клетки при этом "суммируется", складывается по модулю, да еще усредняется по времени, т.е. игнорит фазы фотонов.


V>>Сравнить со спонтанным, затем медитировать, при чём тут размеры газовых облаков.
S>Не, медитировать не получается. Давайте, расскажите мне, как размер газовых облаков влияет на индуцированность излучения.

Да так же, как и в лазере — чем больше пройденный путь некоего изначально спонтанно выпущенного фотона в системе, тем больше индуцированных фотонов (размножаемых в прогрессии) будет на его совести в его направлении движения.


S>>>Это и есть монохроматическая (более-менее) волна
V>>Семь.
S>Ну и к чему вы сослались на википедию?

К твоим перескокам от спектра единичного фотона к некоей абстракции волны.
Это являлось ошибкой в рассуждении, т.е. выглядело так, будто ты неверно использовал термин.


V>>Для аппроксимации синусоиды вдвое меньшей частоты необходимо брать сдвиг фазы по исходной синусоиде вдвое меньший ширины импульса.
S>Давайте вы лучше напишете формулу: как устроено, допустим, электрическое поле каждого из импульсов (ну, или фотонов, если вам так удобно) от времени.

Если ты про "волновую функцию фотона", тот гугл даёт много ссылок.
Пройдлись хотя бы по 3-4-м.


S>>>монохроматическими их сделать не получится
V>>Определение "монохроматический" принято относить к волне (дуализм), когда рассуждают о макропроцессе.
V>>Поэтому ошибочно рассуждать о наборе нефазированных фотонов одной частоты насчёт того "монохроматические" они или нет.
S>Отчего же? Можно рассуждать о монохроматичности набора фотонов.

Разумеется.
Нельзя при этом рассуждать о монохроматической волне.
(уже повторяюсь многократно в разных сообщениях)


V>>Разумеется.
V>>Но не волны Максвелла.
S>А какие???? Неужто фотоны ухитряются порождать ещё какие-то волны, кроме электромагнитных?

ХЗ, издеваешься или не понимаешь...

Волны Максвелла — они не только электромагнитные, они бесконечные в пространстве и времени — математически система уравнений Максвелла даёт бесконечное взаимное дифференцирование эл. и магнитного поля.
Про коллапс волновой ф-ии эта система уравнений ничего не знает:

Если на фотодетектор падает монохроматический фотон с очень протяженной волновой функцией, то его поглощение может происходить на малом участке волнового пакета, а уничтожится этот пакет сразу во всем пространстве.

Напомню, что Маквелл не занимался электромагнетизмом, он изучал тепловые св-ва веществ, распространение в них аккустических волн.
Его уравнения для электромагнетизма — это лишь "копии" уравнений распространения звуковой волны в некоей упругой среде, где Маквелл сделал гениальное (или наоборот, слишком простое) допущение о том, что характер распространения волн в любой упругой среде должен быть одинаков.


V>>Оптические фотоны поглощаются "поштучно".
V>>А когда говорят о волнах Максвелла, то имеют ввиду чудовищный (в сравнении с единичными фотонами) макропроцесс.
S>Все волны — одинаковы.

Это отголоски "внутреннего понимания на пальцах"? ))

Я тоже так умею — например, я не представляю, как бесконечный взаимно-дифференцируемый сигнал может распростаняться иначе, чем в виде волн. Распространение возмущений в упругой среде — это всегда взаимное перетекание потенциальной энергии в кинетическую и обратно, и только синусоидальный сигнал даёт сохранение своей "картинки" в результате постоянного дифференцирования/интегрирования.

И наборот тоже можно делать допущения — если распространение возмущений происходит в виде волн, то мы имеем дело с упругой средой их распространения.

Частоты волн при этом зависят от св-в среды.
Например, если упругость среды подчиняется закону пружины (закон Гука, dF=k*dX), то частота колебаний не будет зависеть от их амплитуды (энергии).
Если же взять пружину, у которой сила противодействия зависит от dX в 3-й степени (эдакие "струны" пространства), то период колебания такой пружины будет обратно пропорционально зависеть от амплитуды.

Т.е. по характеру взаимоотношений энергий и частот колебаний можно даже судить о св-вах среды, в которой распространяются возмущения.
Ниже простая прога, используется численное интегрирование для расчёта динамической системы, экспериментально подобрал dT, дальнейшее уменьшение которого уже не влияло существенно на результат.

	Сырцы
	using System; using System.Diagnostics; namespace ConsoleApp23 { // Force = func(X) delegate double Rigidity(double x); struct Spring { private readonly Rigidity func; private double V; private const double Mass = 1; public double X { get; private set; } public Spring(double Amplitude, Rigidity f) { X = -Amplitude; func = f; V = 0; } public void Step(double dt) { var a = func(X) / Mass; V += a * dt; var dx = V * dt; X += dx; } } static class Program { private static readonly char[] emptyChars = "".PadRight(120, ' ').ToCharArray(); static void PlotPoint(int value, int width) { Debug.Assert(value < emptyChars.Length); Debug.Assert(value < width); Console.Write(emptyChars, 0, value); Console.Write('*'); Console.Write(emptyChars, 0, width - value); } static void Plot(double A1, double A2, Rigidity rigidity) { Spring s1 = new Spring(A1, rigidity); Spring s2 = new Spring(A2, rigidity); const int Points = 42; const double dt = 0.025; const int Padding = 5; int shift1 = (int)(A1 + Padding); int width1 = (int)(A1 * 2) + Padding* 2; int shift2 = (int)(A2 + Padding); int width2 = (int)(A2 * 2) + Padding * 2; for (var i = 0; i < Points; i++) { PlotPoint((int)s1.X + shift1, width1); PlotPoint((int)s2.X + shift2, width2); Console.WriteLine(); s1.Step(dt); s2.Step(dt); } } static double Hooke(double x) => -x * 42 * 2; static double String(double x) => Math.Sign(-x) * Math.Pow(Math.Abs(x), 3); static void Main() { Plot(10, 20, Hooke); Plot(10, 20, String); } } }

Для пружины Гука частота колебаний не зависит от амплитуды (энергии), для пружины с кубической зависимостью от расстояния имеем удвоение частоты при удвоении энергии.
(может это, конечно, и совпадение, но магнитное поле спадает как куб расстояния от дипольного источника)


V>>Ты про дифракционную картинку?
S>Да, про неё.
V>>Как думаешь, а будут ли наблюдать дифракцию штучные считыватели фотонов?
S>Только в путь.

Агащаз.
Абсолютного нуля в минимуме освещёности дифракционной картинки не будет.

Понятно, что если расстояние м/у фотонами сравнимо со временем нахождения атомов в возбужденном состоянии, то из-за обратимости фотоэлектрических реакций с некоей вероятностью полученный квант энергии может быть "скомпенсирован" другим квантом энергии, пришедшим в противофазе. Но это всё происходит лишь с некоторой вероятностью, поэтому даже в минимуме освещённости будут регистрироваться фотоны.


V>>(такие уже есть, правда, у них пока недостаточное быстродействие для частот 10¹⁵ Гц, чтобы различать отдельные фотоны в плотном их потоке)
S>Совершенно незачем различать отдельные фотоны. Но если вам так хочется — всегда можно ослабить поток фотонов так, чтобы они был прямо раз в минуту. Дифракция прекрасно будет наблюдаться и квантовым механизмом — например, фотоэлектронным умножителем.

Это такое твоё "внутреннее понимание"?

А вот что показывает эксперимент:
https://cyberleninka.ru/article/n/difraktsiya-fotonov-pri-maloy-intensivnosti-sveta

Сравниваются волновые свойства электронов и фотонов. Предлагается простой опыт, подтверждающий результат Донцова и Базя: при уменьшении интенсивности света волновые свойства фотонов, по-видимому, ослабевают и в пределе исчезают совсем. Таким образом, опыты со слабыми световыми пучками показывают, что в отличие от электронов, дифракция фотонов есть коллективный эффект, возникающий при переходе коллектива огромного числа фотонов в электромагнитную волну. Поэтому приписывать волновые свойства отдельному фотону, возможно, не имеет смысла.

Как по мне, тут нет ничего удивительного, т.к., с т.ч. КТП, никаких частиц-фотонов не существует в принципе.
На сегодня КТП является единственной теорией, работающей даже в "экстремальных" диапазонах, остальные теории сливаются, включая классическую КМ.

Согласно КТП, фотоны — это не частицы, а эдакие квазичастицы (как фононы в кристаллах или электроны проводимости в полупроводниках) — некая условная мера возбуждения поля-носителя. Как частицы фотоны ведут себя разве что при их регистрации нами, потому что мы не можем их зарегистрировать иначе как через взаимодействие фотонов с электронами (в оптическом диапазоне) или с электронами и ядрами атомов в тепловом диапазоне и ниже.

Здравствуйте, Sinclair, Вы писали:


V>>Разумеется.
V>>Но не волны Максвелла.
S>А какие???? Неужто фотоны ухитряются порождать ещё какие-то волны, кроме электромагнитных?

Гравитационные, но за пределами нашей чувствительности. Фотоны же обладают массой.

Здравствуйте, marcopolo, Вы писали:

S>>А какие???? Неужто фотоны ухитряются порождать ещё какие-то волны, кроме электромагнитных?
M>Гравитационные, но за пределами нашей чувствительности. Фотоны же обладают массой.

Почему за пределами?
Достаточно длинные волноводы насыщали фотонами — и эти волноводы становились тяжелее.

Еще из этой же оперы:
— теплое тело тяжелее холодного;
— сжатая пружина тяжелее свободной.

У меня насчёт "тёмной материи" и "темной энергии" есть идеи "на пальцах".

Например, на каждый протон в нынешнем состоянии Вселенной приходится около 20 млрд фотонов.
Но фотоны, заключеные в некую замкнутую систему, увеличивают её массу?
Ну и вот, отсюда "лишняя масса" вселенной — тёмная материя.


Про тёмную энергию вообще просто:
— допустим, что у нас есть объект, который выпускает пули в противоположные стороны в невесомости:
--------O---------
Отдача с противоположных сторон объекта взаимно компенсируется, объект находится на месте.
— теперь расположим рядом два таких объекта:
--------O=========O---------
получая друг от друга пули, объекты будут взаимно отталкиваться.

Таким образом, любое излучающее (в любом диапазоне) тело отталкивает от себя другие тела.
Отталкивание происходит с некоторой силой, т.е. два объекта из эксперимента будут удаляться друг от друга с ускорением.
(в этой модели ускорение со временем падает, т.к. давление излучения спадает по закону обратных квадратов от расстояния).

В этой "теории" ничего хитрого нет, любой "взрыв" — это процесс расталкивания материи из первоначального объёма из-за внутренего давления.

Здравствуйте, Sinclair, Вы писали:

S>Давайте вы лучше напишете формулу: как устроено, допустим, электрическое поле каждого из импульсов (ну, или фотонов, если вам так удобно) от времени.

Если уж пошла такая пьянка — мне еще со школы казалось чушью рассматривать фотоны как материальные тела.
Это удобно для количественного оперирования в цифрах, но полная ерунда в плане качественного объяснения.
И когда чуть позже наткнулся на КТП, то ощутил "ну вот оно!". ))

КТП оперирует только возмущением, никаких квантов возмущения нет — реальное (физическое) возмущение может иметь произвольный спектр.
Другое дело, что при регистрации этого возмущения мы можём "глотать" его только через заряженные частицы — электроны или ядра атомов, да еще в связанной системе — и вот тут уже по принципу Паули мы глотаем энергию "порциями". Помимо порционности должно соблюстись еще куча вещей — польность и спин фотона и его фаза должна соответствовать (войти в резонанс) с соотв. электроном или атомом, чтобы те успешно "извлекли" энергию из возмущения.

Сам процесс передачи возмущений в среде достаточно прост — по закону сохранения импульса, можно взять даже древний пример за авторством Ньютона:
https://www.youtube.com/watch?v=zL01R7RAqvg

При этом, у самой попытки рассматривать возмущение поля в отрыве от квантов есть слабость, а именно — встречный вопрос: "а как эти возмущения рождены если не через симметричные регистрирующим квантованным (из-за принципа Паули) процессам?"

В этом месте я всё ждал, когда же физики обнаружат нарушение принципа суперпозиции ЭМ-волн...

Например, любая упругая среда линейна лишь условно — в некоем диапазоне. Пока колебания не выходят из "диапазона" линейности — действует почти строгая математическая супепозиция волн. Но стоит выйти из линейного диапазона — и волны начинают влиять друг на друга, т.е. любое нелинейное взаимодействие может изменять спектр — рождать "из ничего" такие волны, которых изначально не было.

Ну и вот, пару лет назад открыли фотон-фотонное взаимодействие (рассеяние фотона на фотоне) — высокоэнергичный фотон в вакууме может кратковременно распадаться на заряженную частицу и антиастицу, и другой фотон рассеивается на этих частицах.

А задолго до этого был открыт предел Швингера, что при напряжённости эл. поля порядка 10¹⁶ Вольт на метр вероятность возникновения из вакуума пар электронов/позитронов резко возрастает. И что похожая реакция фотон-фотонного взаимодействия говорит о том, что фотоны создают локально напряженность эл.поля на пути своего распространения, или, если рассматривать фотоны лишь как условности — что возмущения ЭМ-поля реальны и объективны, а не обнаруживаются лишь при регистрации (воздействии на материальные тела, т.е. сугубо через переносчики, как постулирует КМ).

Заодно предел Швингера объясняет создание материи из сильного излучения в первые мгновения БВ.
Материя-то объективна? ))
=============================================

Но это я отвлёкся от вопроса.
(вопрос-то странный, ты сам не знаешь или проверяешь меня?)

Колебания эл. и магнитных полей перпендикулярны вектору распространения и друг другу.

Радио-антенны обычно излучают плоскополяризованные волны, в оптическом диапазоне чаще излучаются фотоны с круговой поляризацией.
Но оба этих вида поляризации выразимы друг через друга — круговую поляризацию можно получить из двух перпендикулярных синусоид одинаковой частоты, отстающих по фазе на 90 градусов.
И наоборот — из двух волн круговой поляризации с противоположным направлением вращения можно получить плоскую поляризацию.
Общий случай, включающий оба перечисленных — эллиптическая поляризация.

Собсно, кто возился хотя бы раз с двухфазными или трехфазными электродвижками — тот эти вещи понимает хорошо. ))

Здравствуйте, vdimas, Вы писали:

V>Здравствуйте, Sinclair, Вы писали:

V>Я на это уже отвечал — ширина спектра единичного фотона и так большая.
Хм. Что вы называете "шириной спектра единичного фотона"? Давайте попробуем как-то оценить эту ширину спектра. Квантовым и классическим способом.
Квантовый способ простой — наблюдение фотона с частотой f провести несложно. Например, можно наблюдать фотоэффект — если частота слишком низкая, то фотоэффекта не будет.
Если спектр пучка достаточно широк, то некоторые из фотонов будут таки иметь энергию выше порога фотоэффекта, и мы будем его наблюдать.

Или, например, мы можем использовать дифракционный спектрометр — смотреть на спектр с точки зрения классики. Если спектр одиночного фотона широк, то мы должны именно это увидеть в спектрометре — как освещённость в далёких от f частях спектра.

Будет ли ширина спектра, измеренная в одном из этих экспериментов, зависеть от интенсивности пучка фотонов?
Спойлер: нет, не будет.

V>См. попытки у разных авторов вывести его волновую ф-ию, особенно после получения возможности однофотонного излучения (до сих пор именно попытки вывести его волновую ф-ию, угу, но в целом они похожи — обычный интеграл Фурье, а не единичная монохроматичная волна).
Чего? Волновая функция фотона вполне объективно существует.

V>Чем показал, что плаваешь в азах КМ — для безмассовых частиц дельта импульса равна импульсу частицы.
Вы что-то путаете. Разброс импульса для фотонов эквивалентен разбросу частоты, ведь p=h*f/c. А частоту фотона обычно можно измерить довольно-таки точно.

V>Именно поэтому для безмассовых частиц существует проблема корректной нормировки на единичную вероятность — ведь дельта x равна бесконечности.
Всё наоборот. Если дельта х равна бесконечности, то дельта p может быть равна нулю.

V>На практике это выражается в то, что площадь мишени для принятия фотонов должна быть "достаточно большой" — на порядки больше длины волны.
А сейчас вы путаете продольную локализацию с поперечной локализацией. Импульс частицы коммутативен с её "поперечной" локализацией, поэтому на них не действует принцип неопределённости.
Поперечная локализация фотона связана с неопределённостью поперечной составляющей импульса — отсюда, к примеру, невозможность добиться низкой расходимости узкого пучка.
V>И в своём мысленном эксперименте я эту площадь никак не ограничивал.
Да, так что давайте не будем говорить о площадях, ширине пучка, и расходимости. Говорим только о продольном импульсе и продольной локализации фотонов.

V>Именно так.
V>Единичный фотон некоторой энергии имеет некую плотность распредления по спектру Фурье, которая не выглядит как линейчатый спектр в оптике при дисперсии светового потока после щели на призме.
А как она выглядит?

V>Сорри, но подобные рассуждения попахивают попыткой выдать собственное "внутреннее понимание КМ на пальцах" за саму КМ. ))
Ну, у меня никакого другого понимания КМ нету. К счастью, моё согласуется с учебниками и данными экспериментов. А вот ваше понимание отдаёт фундаментальными провалами в основах КМ.

V>Ага, РТФМ.
Какое именно ФМ? В той ФМ, которую читал я, принцип неопределённости играет главенствующую роль. Он ограничивает варианты локализации квантовых частиц именно так, как я вам объясняю.

V>Максимум моды фотона, эдакий фронт волнового пакета, наиболее вероятное время "прибытия" фотона на мишень.
Каким образом у вас на один период пришлось много "точек"? И как может быть мало точек в одном периоде?
То, что в классике у нас является энергией поля (квадрат напряжённости), в квантовой механике как раз соответствует плотности вероятности "застать" фотон на мишени. Если мы смотрим на спектральное разложение, то речь будет идти о плотности вероятности обнаружения фотона с той или иной длиной волны. Если мы смотрим на разложение по координате — это будет вероятность обнаружить фотон в той или иной точке. Для поперечного разложения это всё понятно — те самые интерференционные и дифракционные картины показывают нам, как фотон "локализован" поперёк направления распространения.
С продольным направлением сложнее. У нас нет "точки отсчёта", мы не можем сказать, что "о, мы испустили фотон в момент времени t0, он достигнет мишени в момент времени t0+d/c. Если мы его обнаружим раньше или позже этого времени, то фотон "расплылся", как-то неравномерно размазав вероятность своего обнаружения по промежутку времени (t0+d/c) +- dT."
Тем не менее, можно попытаться выяснить, как устроена продольная геометрия фотона, заставив его интерферировать самого с собой. Например, можно расщепить фотон на полупрозрачном зеркале, и пустить его двумя разными путями.
Допустим, у нас разность длин этих путей равна L. Если у нас фотон бесконечен, то интерференционная картина* будет наблюдаться независимо от L.
А вот если фотон локализован в ограниченной протяжённости, с характерной длиной l, то при L>l интерференция должна прекратиться.
Слово "фотон" выше можно заменить на "импульс", чтобы было легче понимать, что происходит. Удивительным образом, теоретически предсказанный результат полностью подтверждается — если у нас есть импульсы длительностью t, то при L > ct интерференционная картина пропадает.
Как вернуться обратно к фотонам? Очень просто: будем ослаблять наши импульсы до тех пор, пока не получится, что мы "ловим" отдельные фотоны. Будет ли наблюдаться интерференция фотона на самом себе? Будет. Будет ли она пропадать при некотором L? Будет.

* тут, вообще говоря, есть некоторые затруднения, связанные с шириной спектра. Мы же помним, что у коротких импульсов — широкий спектр. Это означает, что в классическом двухщелевом эксперименте у нас интерференционные полосы от разных длин волн "налезут" друг на друга. До какой-то длительности импульса мы будем способны различать ситуацию "есть интерференция" от "нет интерференции", а потом — не сможем.
Эту проблему можно решить разными способами. Например, разделив поляризации — в моей дипломной работе делалось именно так: разделив импульс на продольную и поперечную поляризации, можно пустить его в односный кристалл; если "продольная" и "поперечная" поляризации "пересекаются" внутри кристалла, то плоскость поляризации будет вращаться, и это можно обнаружить. А если эти поляризации разнесены на расстояние больше длины импульса, т.е. проходят через кристалл "по очереди", то никакого вращения плоскости поляризации не будет.
Можно сделать проще: после щелей поставить поперечную дифракционную решётку. Т.е. интерференционные полосы у нас наблюдается в направлении X, а различные длины волн мы разносим в направлении Y.
В этом варианте у нас есть наглядная демонстрация как геометрических, так и спектральных характеристик импульса.

Спойлер: все такие эксперименты показывают полное согласие с теорией.


S>>Давайте конкретнее: что у нас там с шириной спектра неоновой лампы? Будет ли её свет монохроматическим?
V>Я тебе дал ссылку на вики — монохроматической волной свет от неоновой лампы являться не будет ни в каком приближении.
Ну, строго говоря да — свет неоновой лампы является линейчатым, т.е. представляет собой комбинацию монохроматических излучений на частотах переходов. Если мы отфильтруем лишние линии, то получим вполне себе монохроматическое излучение. Излучение лазера отличается только тем, что из "горба" допплеровски-уширенной линии остаётся семейство "узких пиков", которые соответствуют модам резонатора.
То есть степень монохроматичности излучения не изменяется по сравнению с обычной рекламной неоновой лампой, оборудованной полосовым светофильтром.

Я вам приводил ссылку на вики, в которой русским по белому написано, что газоразрядные лампы являются примерами источников монохроматического излучения. Прекратите упорствовать в заблуждениях:
https://ru.wikipedia.org/wiki/%D0%9C%D0%BE%D0%BD%D0%BE%D1%85%D1%80%D0%BE%D0%BC%D0%B0%D1%82%D0%B8%D1%87%D0%B5%D1%81%D0%BA%D0%BE%D0%B5_%D0%B8%D0%B7%D0%BB%D1%83%D1%87%D0%B5%D0%BD%D0%B8%D0%B5

V>Тем, что оптический спектр — это спектр энергий, а не частот бесконечных в пространстве математических волн.
V>Курить свето/фото-электро-химические реакции, где поглощаются или излучаются кванты энергии вполне конкретных номиналов электрон-вольт из довольно узкой полосы энергий (при прямозонном оптическом переходе у свето-фотодиодов, например).
Продолжаю непонимать, при чём тут свето/фото-электро-химические реакции. Оптический спектр — это плотность энергий, всё верно, но плотности энергий там распределены по частотам.
Точно так же, как и в "математическом" спектре. Единственное отличие от "математики" — в энергетическом спектре напряжённости поля возведены в квадрат, поэтому там нет информации о фазе.
Тем не менее, никаких отличий в ширине "математического" и "энергетического" спектров нет.

V>>>Если фотоны когерентны, то из их "математического" волнового пакета амплитуда основной частоты складывается, а остальные частоты будут не в фазе и их суммарная амплитуда (в сравнении с амлитудой основной частоты) будет убывать по корню квадратному от кол-ва фотонов, т.е. в устоявшемся некоем продолжительном процессе когерентного излучения может быть принята нулевой.
S>>Это всё хорошо. А с некогерентным излучением что будет происходить? Что мы увидим, посмотрев на неоновую лампу в спектроскоп?

V>Мы увидим усреднение от модуля некоего шума в каждой из полос.
V>"Шум" в данном случае означает некогерентность отдельных фотонов.
V>Для потока света той мощности, которая всё еще не разрушает фоторецепторные клетки человеческого глаза, среднее расстояние м/у фотонами во многие разы больше длины волны.
V>В т.ч. расстояние в поперечной плоскости, т.е. "соседние" фотоны из светового пучка могут приниматься соседними клетками-колбочками глаза, или отдельными пигментами одной колбочки, где энергия возбуждения переносится другими "свободными" митохондриями (счёт митохондриям в одной клетке идёт на тысячи), но сигнал электрохимического возбуждения клетки при этом "суммируется", складывается по модулю, да еще усредняется по времени, т.е. игнорит фазы фотонов.
Это всё словоблудие. Что мы увидим — широкие полосы или таки узкие линейки? Спойлер: мы убедимся, что ширина спектра не зависит от когерентности излучения.

V>Да так же, как и в лазере — чем больше пройденный путь некоего изначально спонтанно выпущенного фотона в системе, тем больше индуцированных фотонов (размножаемых в прогрессии) будет на его совести в его направлении движения.
Идея интересная, но нерабочая. У неё есть два изьяна:
1. У нас изначально спонтанно выпускается большое количество некогерентных фотонов. Даже если они проходят сквозь усиливающую среду, то все они находятся в равных условиях, и усиливаются все в равной степени — поэтому степень когерентности излучения никак не изменяется. Как был "шум", так и остаётся.
2. Чтобы вынужденное излучение усиливало проходящий через среду свет, среда должна быть инверсно заселена. Иначе вместо вынужденного излучения мы будем иметь обычное поглощение. А в отсутствие доминирующей моды, возбуждённые проходящими фотонами атомы и молекулы будут излучать спонтанно. Откуда возьмётся инверсная заселённость в облаках межзвёздного газа?
Это всё хорошо подтверждается экспериментально — состав межзвёздного газа изучают в основном по поглощению им линий звёзд, находящихся позади облаков относительно нас.

V>Это являлось ошибкой в рассуждении, т.е. выглядело так, будто ты неверно использовал термин.
Нет. Просто вы по прежнему не понимаете, что такое фотон.

V>>>Для аппроксимации синусоиды вдвое меньшей частоты необходимо брать сдвиг фазы по исходной синусоиде вдвое меньший ширины импульса.
S>>Давайте вы лучше напишете формулу: как устроено, допустим, электрическое поле каждого из импульсов (ну, или фотонов, если вам так удобно) от времени.

V>Если ты про "волновую функцию фотона", тот гугл даёт много ссылок.
Нет. Я про вашу идею собрать поле с частотой f1 из полей с частотой f2. Без формул все ваши рассуждения — гуманитарщина.

V>Нельзя при этом рассуждать о монохроматической волне.
Ок, то есть у вас постепенно наступает понимание, что любой ограниченный во времени электромагнитный импульс — это набор некоторых волн с различными частотами. Уже хорошо.
Ещё немного, и мы доберёмся до понимания, что
а) этот "разброс частот" относится как к "группе фотонов", так и к одному фотону
б) этот разброс частот реализуется вполне физически — то есть это не просто "математическая абстракция", а реальная возможность зарегистрировать фотон с частотой f0+dF/10, и невозможность зарегистрировать фотон с частотой f0+dF*1000.
V>Волны Максвелла — они не только электромагнитные, они бесконечные в пространстве и времени — математически система уравнений Максвелла даёт бесконечное взаимное дифференцирование эл. и магнитного поля.
V>Про коллапс волновой ф-ии эта система уравнений ничего не знает:
V>

V>Если на фотодетектор падает монохроматический фотон с очень протяженной волновой функцией, то его поглощение может происходить на малом участке волнового пакета, а уничтожится этот пакет сразу во всем пространстве.

Всё верно. Осталось самая малость: подтянуть математику, и убедиться, что функция Гаусса инвариантна относительно преобразования Фурье.
Это даёт нам возможность описывать при помощи уравнений Максвелла импульсы конечной длительности и конечной ширины спектра. Несмотря на то, что частотные компоненты, которыми оперирует преобразование, представляют собой бесконечные в пространстве и времени плоские волны.

V>Напомню, что Маквелл не занимался электромагнетизмом, он изучал тепловые св-ва веществ, распространение в них аккустических волн.
V>Его уравнения для электромагнетизма — это лишь "копии" уравнений распространения звуковой волны в некоей упругой среде, где Маквелл сделал гениальное (или наоборот, слишком простое) допущение о том, что характер распространения волн в любой упругой среде должен быть одинаков.

V>Это отголоски "внутреннего понимания на пальцах"? ))
V>Я тоже так умею — например, я не представляю, как бесконечный взаимно-дифференцируемый сигнал может распростаняться иначе, чем в виде волн. Распространение возмущений в упругой среде — это всегда взаимное перетекание потенциальной энергии в кинетическую и обратно, и только синусоидальный сигнал даёт сохранение своей "картинки" в результате постоянного дифференцирования/интегрирования.

V>И наборот тоже можно делать допущения — если распространение возмущений происходит в виде волн, то мы имеем дело с упругой средой их распространения.
Как раз у вас — отголоски внутреннего понимания на пальцах. Вакуум не представляет собой набор пружинок; и ЭМ-волны не обязаны вести себя так же, как упругая деформация бесконечной резиновой плоскости.
Да, "представить" себе, как так получается, что локальное во времени и пространстве поглощение (или излучение) фотона приводит к тому, что у нас изменяется картина поля сразу в макрообьёме — тяжело.
Ну, так поэтому экзамен по квантовой электродинамике сдают не все. И даже после сдачи нет гарантии того, что в голове осталась корректная картина, не искажённая наивными бытовыми представлениями.

V>>>Ты про дифракционную картинку?
S>>Да, про неё.
V>>>Как думаешь, а будут ли наблюдать дифракцию штучные считыватели фотонов?
S>>Только в путь.

V>Агащаз.
V>Абсолютного нуля в минимуме освещёности дифракционной картинки не будет.
Всё верно. Как не будет его и на фотопластинке.
V>Понятно, что если расстояние м/у фотонами сравнимо со временем нахождения атомов в возбужденном состоянии, то из-за обратимости фотоэлектрических реакций с некоей вероятностью полученный квант энергии может быть "скомпенсирован" другим квантом энергии, пришедшим в противофазе. Но это всё происходит лишь с некоторой вероятностью, поэтому даже в минимуме освещённости будут регистрироваться фотоны.
Вопрос не в том, будут или не будут. Вопрос в том — каково будет соотношение количеств фотонов, зарегистрированных в минимумах, и в максимумах?
Спойлер: будет точно совпадать с соотношением "засвеченности" фотопластинки в этих местах.

V>Это такое твоё "внутреннее понимание"?
Нет, это общеизвестный факт.
V>А вот что показывает эксперимент:
V>https://cyberleninka.ru/article/n/difraktsiya-fotonov-pri-maloy-intensivnosti-sveta
V>

V>Сравниваются волновые свойства электронов и фотонов. Предлагается простой опыт, подтверждающий результат Донцова и Базя: при уменьшении интенсивности света волновые свойства фотонов, по-видимому, ослабевают и в пределе исчезают совсем. Таким образом, опыты со слабыми световыми пучками показывают, что в отличие от электронов, дифракция фотонов есть коллективный эффект, возникающий при переходе коллектива огромного числа фотонов в электромагнитную волну. Поэтому приписывать волновые свойства отдельному фотону, возможно, не имеет смысла.

Не читайте фриков. Какой-то криворукий доктор наук из Пскова опроверг опыты Юнга. Orly? У меня, как у квантового оптика, есть вопросы к дизайну эксперимента. А как у человека с научной подготовкой, есть вопросы к качеству публикации. Например, уже то, что вместо таблиц с исходными данными приведены какие-то картинки; вместо графика видности приведены графики плотности прямого и дифрагировавшего излучения; нет оценок плотности потока фотонов и обоснования того, что вообще измерялись однофотонные взаимодействия.
Ну, и самое главное —

При экстраполяции кривой 2 на область предельно малых интенсивностей видно, что обе кривые, по-видимому, сливаются, т. е. дифракционная картина исчезает.

Это, научно выражаясь, охренеть что. Из "по-видимому" и "экстраполяции" делаются выводы, ниспровергающие основы КМ. В общем, коллега — не имея специальной подготовки, такие вещи лучше не читать.
Если вас интересует то, что реально происходит при снижении количества фотонов — почитайте описания экспериментов с нормальным дизайном. Где не пытаются оценить видность интерференционной картины при помощи косвенных методов, и не вносят в результат зависимостей от чувствительности амперметра.
Вот, например, первое что попалось:
http://www2.optics.rochester.edu/workgroups/lukishova/QuantumOpticsLab/2010/OPT253_reports/Justin_Lab2.pdf
2010 год. Никаких сюрпризов: расстояние между фотонами ~ один метр, интерференция на месте.

V>Как по мне, тут нет ничего удивительного, т.к., с т.ч. КТП, никаких частиц-фотонов не существует в принципе.
V>На сегодня КТП является единственной теорией, работающей даже в "экстремальных" диапазонах, остальные теории сливаются, включая классическую КМ.

V>Согласно КТП, фотоны — это не частицы, а эдакие квазичастицы (как фононы в кристаллах или электроны проводимости в полупроводниках) — некая условная мера возбуждения поля-носителя. Как частицы фотоны ведут себя разве что при их регистрации нами, потому что мы не можем их зарегистрировать иначе как через взаимодействие фотонов с электронами (в оптическом диапазоне) или с электронами и ядрами атомов в тепловом диапазоне и ниже.
Вы неверно понимаете КТП. В ней, конечно же, частицы существуют. КТП (и КЭД как её часть) отличаются от классической КМ тем, что в ней рассматриваются не только вопросы эволюции состояния частиц, а также динамика их порождения и уничтожения. Без этой теории, к примеру, невозможно предсказать поведение лазера — в классической КМ нет никакого объяснения явлению вынужденного излучения. В рамках КМ мы можем рассчитать частоты переходов, но ни про направление, ни про фазу порождаемых фотонов там ничего нет — просто потому, что процессы порождения и поглощения в ней не рассматриваются.

При этом надо понимать, что КТП не отрицает классическую КМ; все результаты, изложенные в третьем томе ЛЛ остаются справедливыми и после прочтения четвёртого тома.

Здравствуйте, vdimas, Вы писали:

V>КТП оперирует только возмущением, никаких квантов возмущения нет — реальное (физическое) возмущение может иметь произвольный спектр.
Ох-хо-хоо. Ничего нового по сравнению с классической КМ по отношению к произвольности спектра КТП не вводит.
Ширина спектра по прежнему связана с длительностью процесса соотношением Гейзенберга; один фотон и в КМ может иметь спектр ненулевой ширины.

V>Другое дело, что при регистрации этого возмущения мы можём "глотать" его только через заряженные частицы — электроны или ядра атомов, да еще в связанной системе — и вот тут уже по принципу Паули мы глотаем энергию "порциями".
Принцип Паули не относится к глотанию энергии. Он запрещает фермионам занимать одинаковые фазовые состояния. Даже если бы электронам было разрешено занимать состояния коллективно, то мы всё ещё наблюдали бы точно такие же спектры — ведь значения энергии уровней рассчитываются без использования принципа Паули.

V>Помимо порционности должно соблюстись еще куча вещей — польность и спин фотона и его фаза должна соответствовать (войти в резонанс) с соотв. электроном или атомом, чтобы те успешно "извлекли" энергию из возмущения.
Нет. Фаза и спин фотона могут быть произвольными. А вот всякие нарушения чётности — запрещены; поэтому возможны не все виды переходов. (Впрочем, в кватовом мире как правило "запрещён" означает "редко происходит", а не "строго невозможен", но тут много нюансов, которые не изложишь в форумном посте).

V>При этом, у самой попытки рассматривать возмущение поля в отрыве от квантов есть слабость, а именно — встречный вопрос: "а как эти возмущения рождены если не через симметричные регистрирующим квантованным (из-за принципа Паули) процессам?"

V>В этом месте я всё ждал, когда же физики обнаружат нарушение принципа суперпозиции ЭМ-волн...
V>Ну и вот, пару лет назад открыли фотон-фотонное взаимодействие (рассеяние фотона на фотоне) — высокоэнергичный фотон в вакууме может кратковременно распадаться на заряженную частицу и антиастицу, и другой фотон рассеивается на этих частицах.
Ну, не то, чтобы прямо "открыли". Просто подтвердили экспериментально факт, предсказанный 70 лет тому назад.

V>А задолго до этого был открыт предел Швингера, что при напряжённости эл. поля порядка 10¹⁶ Вольт на метр вероятность возникновения из вакуума пар электронов/позитронов резко возрастает.
Да — это хорошо известная идея. В частности, именно туда копали в девяностых, занимаясь сверхкороткими лазерными импульсами. Ведь при компрессии импульса возрастает напряжённость поля; есть шанс получить нелинейность и массу всяческих полезных вещей — типа управляемого ядерного синтеза.

V>Колебания эл. и магнитных полей перпендикулярны вектору распространения и друг другу.

V>Радио-антенны обычно излучают плоскополяризованные волны, в оптическом диапазоне чаще излучаются фотоны с круговой поляризацией.
V>Но оба этих вида поляризации выразимы друг через друга — круговую поляризацию можно получить из двух перпендикулярных синусоид одинаковой частоты, отстающих по фазе на 90 градусов.
V>И наоборот — из двух волн круговой поляризации с противоположным направлением вращения можно получить плоскую поляризацию.
V>Общий случай, включающий оба перечисленных — эллиптическая поляризация.

Это всё понятно, но не имеет отношения к обсуждаемому вопросу. Напомню — у вас задача "собрать излучение с частотой f1 из кусков с частотой f2".
Нелинейности приплетать не надо — радиоволнам далеко до предела Швингера.

Здравствуйте, vdimas, Вы писали:
V>Если уж пошла такая пьянка — мне еще со школы казалось чушью рассматривать фотоны как материальные тела.
Вот ещё очень хорошая статья, которая развеивает наивные представления о том, что у фотона есть какая-то одна фиксированная частота или положение в пространстве: http://www.intelros.ru/pdf/metafizika/2012_02/07.pdf
Внезапно оказывается, что единичный фотон ухитряется иметь одновременно несколько существенно различных частот — и даже одновременно быть двумя и одним фотонами .

Здравствуйте, Sinclair, Вы писали:

V>>КТП оперирует только возмущением, никаких квантов возмущения нет — реальное (физическое) возмущение может иметь произвольный спектр.
S>Ох-хо-хоо. Ничего нового по сравнению с классической КМ по отношению к произвольности спектра КТП не вводит.

Увы, вводит. ))
Если бы речь не шла о квантах — порций энергии, строго зависимых от чего-либо (частоты, разрешенной энергии в связанной системе и т.д.), то теории не надо было бы называться "квантовой". Её можно было бы назвать "вероятностной" или "статистической" моделью микромира.

Например, если бы мы имели дело только с рассеянием на свободных зарядах (допустим, электронах), то никакие "кванты" для описания этого процесса не были бы нужны, как они не нужны в классической механике.

Например, волновой ф-ии на кванты вообще покласть — а это главное достижение КМ.

"Кванты" в названии теории — атавизм, из-за изначально принятой в модели условности обмена энергией через некие "переносчики". Но это ж насос из пальца всегда был и до сих пор о нём так прямо и говорится, что да, это насос из пальца, но это "работает" в цифрах.


S>Ширина спектра по прежнему связана с длительностью процесса соотношением Гейзенберга; один фотон и в КМ может иметь спектр ненулевой ширины.

Он не то, что "может иметь", одиночный фотон не может не иметь широкий спектр, иначе бы дуализма не было. ))

Вот и получается, что "фотон" — это абстракция, артефакт субъективных человеческих наблюдений, результат попытки построить максимально простую модель, объясняющую наблюдения/эксперименты. Одно плохо — не работает в диапазоне высоких энергий. Ну так-то для бытового применения вполне подходит...

Это как в полупроводниках есть дырки, но все понимают, что дырки — это не материальный объект, а лишь артефакт упрощённой модели.


V>>Другое дело, что при регистрации этого возмущения мы можём "глотать" его только через заряженные частицы — электроны или ядра атомов, да еще в связанной системе — и вот тут уже по принципу Паули мы глотаем энергию "порциями".
S>Принцип Паули не относится к глотанию энергии. Он запрещает фермионам занимать одинаковые фазовые состояния.

Э-э-э, друг, и опять с разбегу не туда. ))

Опять будем пороть — прежде чем "запрещать" некие "одинаковые состояния" (непременно различимые), эти состояния надо предварительно разрешить, т.е. запретить кое-что другое — бесконечное множество других состояний на вещественном пространстве их.
Ты же оптик!!!
Уровни:

Волновая ф-ия в разных состояниях:



S>Даже если бы электронам было разрешено занимать состояния коллективно, то мы всё ещё наблюдали бы точно такие же спектры — ведь значения энергии уровней рассчитываются без использования принципа Паули.

Я же говорю — плаваешь в азах КМ.
Принцип Паули — он, в первую очередь, о способах квантования состояний квантовых систем, а уже во вторую — о запрещении.


V>>Помимо порционности должно соблюстись еще куча вещей — польность и спин фотона и его фаза должна соответствовать (войти в резонанс) с соотв. электроном или атомом, чтобы те успешно "извлекли" энергию из возмущения.
S>Нет. Фаза и спин фотона могут быть произвольными.

Да не могут.
Взять обычное преломление света — на выходе будет не тот "экземпляр" фотона, что на входе, на выходе будет результат интеграла волновой ф-ии поглощения по всему объему призмы, плюс результат интеграла волновой ф-ии испускания опять по всему объему призмы, на выходе мат.ожидание реального преломления. Преломление на диэлектриках — это всегда групповой процесс, из-за особенностей поляризации диэлектриков — перемещения вещества при этом не происходит. А когда речь идёт о многих миллионах и миллиардах атомов, а сверху этого поток из миллиардов фотонов — "нужные" комбинации всегда найдутся. ))

И всё это становится резко не так на микроскопических призмах (всё еще на несколько порядоков больших длины волны) и слабых световых пучках.
Поэтому нет, произвольными быть не могут.
Должно "повезти", а для этого нужен комбинаторный взрыв всевозможных сочетаний падающих фотонов и атомов вещества.


S>А вот всякие нарушения чётности — запрещены;

Если свет преломляется на "большой" призме, то чётность светового потока уже подходящая данному веществу.


S>поэтому возможны не все виды переходов. (Впрочем, в кватовом мире как правило "запрещён" означает "редко происходит", а не "строго невозможен", но тут много нюансов, которые не изложишь в форумном посте).

Ага, ты про нелинейную оптику и генерацию гармоник (самый популярный эффект — генерирование второй гармоники)?

Но это в веществе, где польность фотона не соответствует польности некоторых атомов/электронов/квазичастиц, но как-то при помощи остальной кристалической решетки и божьей матери из двух когерентных фотонов порой индуцируется один фотон удвоенной частоты.
Но это всё фигня, когда в веществе, бо слишком много "посредников".

Другое дело в вакууме.
Основной ньюанс фотонов, ИМХО, один — это их андроизация и прочие превращения в пары заряженных частиц (про предел Швингера упоминал уже).
С одной стороны, подтверждено это было не так давно, с другой стороны, это предполагалось с самого начала, но тема игнорилась.

По факту что происходит?
Вот есть фотоны высоких энергий... а значит, высокой частоты, а значит, плюс/минус колебания эл.поля в пространстве оказываются "совсем рядом" и по времени "почти одновременно". И вот эти возмущения эл.поля с разным знаком начинают вести себя как полноценные заряженные частицы в квантовых взаимодействиях. Т.е. переносчик взаимодействия получается не просто переносчик, а участник. Просто посомтри на формулу предела Швингера — она описывает плотность энергии колебания в планковском размере как энергию соотв. частицы — всё банальное просто.

Ну понятно, что в модели исходной КМ эти процессы расписали как рождение пары частица/античастица... Только это всё фуфел — хватание слабой модели за соломинку. А что, очень удобно!

Думаю, это было большой ошибкой рассматривать переносчики как частицы.
В КТП эта ошибка была исправлена, но, по-сути, КТП скоро уже век как продолжает оставаться в тени КМ, да еще вынуждена периодически выделывать реверансы в сторону последней, что бы ни дай боже не прослыть фричеством. ))

Выглядит так, что простота модели КМ послужила человечеству эдакой ловушкой — многие охотно купились.


V>>В этом месте я всё ждал, когда же физики обнаружат нарушение принципа суперпозиции ЭМ-волн...
V>>Ну и вот, пару лет назад открыли фотон-фотонное взаимодействие (рассеяние фотона на фотоне) — высокоэнергичный фотон в вакууме может кратковременно распадаться на заряженную частицу и антиастицу, и другой фотон рассеивается на этих частицах.
S>Ну, не то, чтобы прямо "открыли". Просто подтвердили экспериментально факт, предсказанный 70 лет тому назад.

Факт поведения фотонов как андронов был не предсказан, а открыт 70 лет назад экспериментально.
Но вот прям фотон-фотонного взаимодействия не наблюдали, а посему относились к предсказанному такому взаимодействию с приличным скепсисом.


V>>А задолго до этого был открыт предел Швингера, что при напряжённости эл. поля порядка 10¹⁶ Вольт на метр вероятность возникновения из вакуума пар электронов/позитронов резко возрастает.
S>Да — это хорошо известная идея.

Это та самая "идея", которая как гость на свадьбе, которого никто не приглашал — дабы не испортить праздник, все делают вид, что его нет.

Подобные вещи ломают качественную картину, навязываемую классической КМ.
Да, у меня претензии к КМ в том, что она навязывает (не сама, а через фанатиков-поклонников) кое-какой качественный взгляд на вещи, ну вот как ты демонстрируешь периодически. Т.е, при том, что сама КМ не претендует ни на какое качественное описание и прямо говорит, что исходит из неких постулатов, которые никоткуда не следуют, кроме как из соображения наилучшего согласия с экспериментом.

Но, блин, упоротые толкователи извратили всё, что можно извратить — ты ж почитай себя. Ты не смог абстрагировать до "просто чисел", тебе надо обязательно скакать в макромир и обратно, делая чудовищные свои "заключения". Скакать сегодня можно только только через КТП, другого работающего во всех диапазонах энергий механизма скакания пока не придумали.


S>В частности, именно туда копали в девяностых, занимаясь сверхкороткими лазерными импульсами. Ведь при компрессии импульса возрастает напряжённость поля; есть шанс получить нелинейность и массу всяческих полезных вещей — типа управляемого ядерного синтеза.

Еще раз, нелинейность в веществе есть слишком на многое что списать, т.е. не интересно.

А вот в акууме — тут уже не убежишь, не спрячешься. ))
Попытка рассматривать артефакты-переносчики из модели КМ как материальные объекты оказывается фуфелом.
Материально лишь само поле.
Ты же утверждал обратное и твои рассуждения всегда начинаются с этого детски наивного "а как мы это обнаружим-зарегистрируем"?

Да, я помню, что начал много лет наза сразу примерно с таких как сегодня рассуждений и сразу получил ступор с твоей стороны.
Пришлось несколько лет разговаривать программой первых двух курсов ВУЗ-а, и то, с тобой сложновато и на этом языке разговаривать, бо у тебя не вижу по Ломоносову "широкой сплошной линии знаний", у тебя оно всё слишком уж кусочно-гладко, "тут играем, тут не играем, тут рыбу заворачиваем". Это потребляет терпение. А еще ты ленив, тебе надо сначала многократно убедиться, что непонимание может быть на твоей стороне, прежде чем ты откроешь пару новых страничек.
Работал бы такой кадр в нашей лаборатории — я бы уволил за лень. ))


S>Это всё понятно, но не имеет отношения к обсуждаемому вопросу. Напомню — у вас задача "собрать излучение с частотой f1 из кусков с частотой f2".

И терпения что-либо обсуждать с тобой всё меньше.
Задача была другая — собрать ЭДС на приёмной антенне из "фотонов другой частоты".

А какие фотоны как приходят — да какая разница, из принципа суперпозиции — любые.
Ты и с этим пытался спорить.

Я честно ХЗ, что тут может быть непонятного.

Для плоскополяризованной волны и сответственно ориентированной антенны в момент коллапса волновой ф-ии получаем некий квант ЭДС вдоль лучей антенны (допустим, обычная антенна — два луча на одной оси) и некий квант магнитного поля, поперечный антенне. Для радиочастот и скорости света получаем "запас" примерно в 10-12 порядков, т.е. даже если фотон будет пойман за тот участок волновой ф-ии, где плотность вероятность совсем мала — пофик, этой временн`ой точности для того диапазона достаточно.

Далее.
По счастливому совпадению, вектор магнитного поля таков, что не оказывает влияния на целевую переменную наводимую ЭДС, т.к. та порождает круговое магнитное поле вокруг антенны, а в момент коллапса приходящего фотона его магнитная составляющая получается перпендикулярна собственному магнитному полю антены. Магнитная составляющая наводит лишь вихревые токи в толще материала-проводника антенны, это почему усы антенны лучше выполнять из тонких трубок — тогда вихревой ток снижается на порядки, получается меньше принимаемого мусора других частот, меньше потом паразитных гармоник, вызыванных нелинейностью реальных усилительных каскадов.

Для излучения и поглощения радиоволн антенной-рамкой всё тоже самое, только ЭДС и магнитная индукция меняются в рассуждении местами.


S>Нелинейности приплетать не надо — радиоволнам далеко до предела Швингера.

Предел Швингера здесь для другого — он даёт понять, что есть фотон, и что есть ЭМ.поле.

Ладно, сорри, тут малость картина ясная.
Мне несколько последних сообщений откровенно не интересно.
Ты соврал, наклеветал, сам в предмете разбираешся, скажем так, не просто по верхам, а малость забавно — пытаешься накатить "качественное" понимание на количественные модели. Вряд ли ты понимаешь, признаком насколько забористой каши в голове для меня являются сами эти попытки.

Ты много раз демонстрировал непонимание, откуда у меня берётся "смелость" нестандартно рассуждать о тех или иных вещах, т.е. ты не ориентируешься не только в знании, но и в незнании современной физики. Ты не понимаешь, где по качественному объяснению достигнут консенсус, а где вопрос открыт. И именно поэтому я плохо понимаю, зачем ты вообще участвуешь в подобных обсуждениях? Ты ведь даже не понимаешь, что именно является движителем подобных обсуждений (а они бывают не только на этом сайте).

Сорри, но такое ощущение, что ты встреваешь лишь затем, чтоб показать, что конкретно ты тоже местами еще помнишь классику.
Очень смешно.

А когда пытаешься объяснять своё понимание классики на пальцах — это и вовсе
Хороший совет — никогда так не делай.
Классику КМ нельзя объяснить на пальцах — у неё в системе постулатов уже содержится защита от таких попыток.
Чтобы её нельзя было высмеять, бгг.
(шутю, ес-но, там банальный здравый смысл целого поколения учёных из 20-40-х годов)

C>Оххх... В школу! Эффекты СТО (замедление времени, изменение размеров и массы и т.п.) не менее реальны, ...

как выделенное позволит изменить прошлое? или там такой эффект есть? сорри за ламерский вопрос

Здравствуйте, Sinclair, Вы писали:

S>Здравствуйте, vdimas, Вы писали:
V>>Если уж пошла такая пьянка — мне еще со школы казалось чушью рассматривать фотоны как материальные тела.
S>Вот ещё очень хорошая статья, которая развеивает наивные представления о том, что у фотона есть какая-то одна фиксированная частота или положение в пространстве: http://www.intelros.ru/pdf/metafizika/2012_02/07.pdf

Так это в тебя надо такими статьями кидать, а не ты в меня.
Ты же у нас "классик", а там фричество. ))

Отсутствие априорного значения числа фотонов до момента их регистрации. Пусть источник света освещает приемник (рис. 1). Постепенно
уменьшая интенсивность света, достигаем режима счета фотонов, когда приемник регистрирует минимально возможные порции энергии – кванты.

Принято считать, что фотоотсчетам (всплескам фототока приемника) соответствует прибытие фотонов. Но так ли это? Существуют ли кванты в самом световом поле? Приемник измеряет количество фотонов в поле, но существует ли определенное значение этого количества до момента измерения?

О чём я рядом и писал.


S>Внезапно оказывается, что единичный фотон ухитряется иметь одновременно несколько существенно различных частот

Не может.
На кристалле происходит поглощение/переизлучение.
Кристалл при этом уже обладает собственной внутренней энергией.


S>и даже одновременно быть двумя и одним фотонами .

Мде? ))

Таким образом, в поле между кристаллами одновременно должны присутствовать все три фотона. Но это противоречит закону сохранения энергии, поскольку на вход интерферометра подавался один фотон накачки, энергия которого вдвое меньше энергии трех фотонов. Такой эксперимент интерференции поля в состоянии с определенной энергией и неопределенным числом фотонов противоречит модели с определенным априори числом фотонов.

Детсад, если эксперимент происходил не при нулевой температуре.

Например, экспериментально были получены светодиоды малой мощности с КПД больше 0-ля, т.е. энергия излучения больше потребляемой энергии.
Но никакого чуда не происходит — кристалл в этот момент охлаждается.

Еще:

Процесс двухфотонного возбуждения происходит следующим образом: два фотона, обладающие низкой энергией, возбуждают флюорофор (способную к флюоресценции молекулу или часть молекулы) в течение одного квантового события. Результатом этого возбуждения является последующее испускание возбужденными молекулами флюоресцентного фотона. Энергия флуоресцентного фотона больше энергии возбуждающих фотонов.

Далее рассуждают об однофотонной интерференции, но я уже давал ссылку с опровержением этого факта.
Фотон не электрон.
Фотон — это квазицастица, минимальная порция энергии данной частоты, доступная регистратору.

Дальше вообще можно в макулатуру сдавать:

Но на описанные эксперименты можно взглянуть иначе. В приведенных умозаключениях использовались традиционно понимаемые пространство и время, в которых в рамках концепции близкодействия реально существует световое поле.

Эти посылки, однако, принимаются не всеми физиками. Например, в монографиях профессора Московского университета Ю.С. Владимирова [13; 14] развивается теория, согласно которой всеобщего пространства и времени в микромире не существует. Такой подход, как представляется, разрешает квантовые парадоксы, поскольку снимается само понятие априорности в отсутствие времени в микромире. Время (и пространство) возникает лишь как результат некоторого усреднения «индивидуальных времен» большого количества элементарных частиц, характерного уже для макрообъектов. При этом успешно может быть использована концепция дальнодействия.

Ни одна теория времени не является признанной на сегодня, кроме макро-теории ОТО Энштейна (хотя она в первую очередь теория гравитации).
Поэтому, ссылаться на любую альтернативную теорию из статей, претендующих на научность, нельзя — достоверность статьи сразу падает до достоверности теории, на которую ссылаются, т.е. до нулевой.

А вот в формате пообсуждать на форумах — можно. ))

Ну и плюс рассуждения об отмотанной назад плёнке не выдерживают критики.
Результаты наблюдений в описанном эксперименте неотличимы от результатов экспериментов, где у запутанных фотонов была заранее известная мифическому третьему лицу их поляризация.

В конце вообще слив — упомянул эффект Зенона, но перескочил на дальнодействие.
Детсад. ))

С другой стороны, вся статья — демонстрация того, что современные физики явно находятся в поиске.

Хотя, автор странный — доктор наук, но не обитает на профессорской должности.

Здравствуйте, vdimas, Вы писали:

V>Так это в тебя надо такими статьями кидать, а не ты в меня.
V>Ты же у нас "классик", а там фричество. ))
Нет, там как раз всё хорошо с точки зрения официальной науки.

S>>Внезапно оказывается, что единичный фотон ухитряется иметь одновременно несколько существенно различных частот
V>Не может.
Может.

V>На кристалле происходит поглощение/переизлучение.
V>Кристалл при этом уже обладает собственной внутренней энергией.
Ну и что?
S>>и даже одновременно быть двумя и одним фотонами .

V>Мде? ))

V>

V>Таким образом, в поле между кристаллами одновременно должны присутствовать все три фотона. Но это противоречит закону сохранения энергии, поскольку на вход интерферометра подавался один фотон накачки, энергия которого вдвое меньше энергии трех фотонов. Такой эксперимент интерференции поля в состоянии с определенной энергией и неопределенным числом фотонов противоречит модели с определенным априори числом фотонов.

V>Детсад, если эксперимент происходил не при нулевой температуре.
Это не детсад, а вполне нормальный эксперимент. Он показывает, что "одиночный фотон" представляет собой суперпозицию двух состояний, причём вероятности их обнаружения устроены так, что их сумма даёт корректную энергию.

V>Например, экспериментально были получены светодиоды малой мощности с КПД больше 0-ля, т.е. энергия излучения больше потребляемой энергии.
V>Но никакого чуда не происходит — кристалл в этот момент охлаждается.
Не имеет отношения к обсуждаемому вопросу.

V>Далее рассуждают об однофотонной интерференции, но я уже давал ссылку с опровержением этого факта.
Вы дали ссылку на фрический булшит. Помимо опровержения однофотонной интерференции, он выступал также за внегенетические механизмы передачи наследственной информации — т.е. весь набор.
Эксперимент с успешным подтверждением однофотонной интерференции я вам дал.

Здравствуйте, vdimas, Вы писали:

V>Увы, вводит. ))
V>Если бы речь не шла о квантах — порций энергии, строго зависимых от чего-либо (частоты, разрешенной энергии в связанной системе и т.д.), то теории не надо было бы называться "квантовой". Её можно было бы назвать "вероятностной" или "статистической" моделью микромира.
V>Например, если бы мы имели дело только с рассеянием на свободных зарядах (допустим, электронах), то никакие "кванты" для описания этого процесса не были бы нужны, как они не нужны в классической механике.
"Кванты" — не нужны. А вот квантовая механика — нужна. Потому что в рамках классической электродинамики не может происходить сдвига частоты при рассеянии фотона на электроне. РТФМ.
V>Например, волновой ф-ии на кванты вообще покласть — а это главное достижение КМ.
Неверное понимание. Главное достижение КМ — открытие квантования энергетических уровней. То есть связанная система может занимать не любые состояния, а только какие-то фиксированные, являющиеся решениями уравнения Шрёдингера. Следствием этого и является возможность поглощать или излучать энергию исключительно квантами.

V>"Кванты" в названии теории — атавизм, из-за изначально принятой в модели условности обмена энергией через некие "переносчики". Но это ж насос из пальца всегда был и до сих пор о нём так прямо и говорится, что да, это насос из пальца, но это "работает" в цифрах.
Ну, по факту так и есть — фотон был и остаётся переносчиком электромагнитного взаимодействия.

V>Он не то, что "может иметь", одиночный фотон не может не иметь широкий спектр, иначе бы дуализма не было. ))
Опять по кругу. Ну конечно же может! Смотрите: в HeNe лазере можно добиться ширины полосы в 50 Герц.
Да, фотонов там излучается много. Но каждый из них имеет частоту в пределах этой бесконечно узкой полосы.
Проверить это очень легко: достаточно ослабить поток аттенюатором. Если бы ваше (бредовое) предположение было корректным, то ослабление потока фотонов приводило бы к уширению спектра.
Но нет — ничего подобного не наблюдается.

S>>Принцип Паули не относится к глотанию энергии. Он запрещает фермионам занимать одинаковые фазовые состояния.
V>Опять будем пороть — прежде чем "запрещать" некие "одинаковые состояния" (непременно различимые), эти состояния надо предварительно разрешить, т.е. запретить кое-что другое — бесконечное множество других состояний на вещественном пространстве их.
V>Ты же оптик!!!
У вас, простите, поролка не отросла. Запрет на бесконечное множество других состояний никакого отношения к Паули не имеет. Это собственно и есть основной постулат квантовой механики.
V>Принцип Паули — он, в первую очередь, о способах квантования состояний квантовых систем, а уже во вторую — о запрещении.
Ну конечно же нет. Вы неспособны прочитать даже те ссылки, которые постите. Термин "квантуются по Бозе-Эйнштейну" означает, что бозонам энергетически выгодно занимать одинаковые фазовые состояния. А "квантуются по Ферми-Дираку" означает, что фермионам одинаковые состояния иметь запрещено.
Эта теорема накладывает дополнительные ограничения по сравнению с классической КМ, в которой уже запрещены "неправильные" состояния волновой функции.

V>Да не могут.
Чушь. Возбудить атом можно фотоном в любой фазе и поляризации.

V>Взять обычное преломление света — на выходе будет не тот "экземпляр" фотона, что на входе, на выходе будет результат интеграла волновой ф-ии поглощения по всему объему призмы, плюс результат интеграла волновой ф-ии испускания опять по всему объему призмы, на выходе мат.ожидание реального преломления. Преломление на диэлектриках — это всегда групповой процесс, из-за особенностей поляризации диэлектриков — перемещения вещества при этом не происходит. А когда речь идёт о многих миллионах и миллиардах атомов, а сверху этого поток из миллиардов фотонов — "нужные" комбинации всегда найдутся. ))
То есть вы хотите сказать, что одиночные фотоны не будут преломляться в диэлектрике? То есть если мы возьмём лазер, и станем им светить на экран через призму, то при ослаблении пучка начнутся странности с расположением и размером светового пятна?
Нет, ничего подобного происходить не будет.
V>И всё это становится резко не так на микроскопических призмах (всё еще на несколько порядоков больших длины волны) и слабых световых пучках.
С чего вы это взяли?

V>Ага, ты про нелинейную оптику и генерацию гармоник (самый популярный эффект — генерирование второй гармоники)?
Нет, там всё и так хорошо, без привлечения запрещённых переходов.

V>Но это в веществе, где польность фотона не соответствует польности некоторых атомов/электронов/квазичастиц, но как-то при помощи остальной кристалической решетки и божьей матери из двух когерентных фотонов порой индуцируется один фотон удвоенной частоты.
Нет, там всё гораздо проще.

V>Другое дело в вакууме.
V>Основной ньюанс фотонов, ИМХО, один — это их андроизация и прочие превращения в пары заряженных частиц (про предел Швингера упоминал уже).
V>С одной стороны, подтверждено это было не так давно, с другой стороны, это предполагалось с самого начала, но тема игнорилась.
Кем игнорилась? Этой темой плотно занимались с тех самых пор, как были даны теоретические предсказания.

V>По факту что происходит?
V>Вот есть фотоны высоких энергий... а значит, высокой частоты, а значит, плюс/минус колебания эл.поля в пространстве оказываются "совсем рядом" и по времени "почти одновременно". И вот эти возмущения эл.поля с разным знаком начинают вести себя как полноценные заряженные частицы в квантовых взаимодействиях. Т.е. переносчик взаимодействия получается не просто переносчик, а участник. Просто посомтри на формулу предела Швингера — она описывает плотность энергии колебания в планковском размере как энергию соотв. частицы — всё банальное просто.
А можно на это посмотреть просто как на напряжённость поля, достаточную для преодоления сильного взаимодействия между электроном и позитроном.
V>Ну понятно, что в модели исходной КМ эти процессы расписали как рождение пары частица/античастица... Только это всё фуфел — хватание слабой модели за соломинку. А что, очень удобно!
Вы же только что сами утверждали, что порождение вещества из электромагнитного излучения и есть основной механизм перехода энергии большого взрыва в материю, а теперь это, оказывается, фуфел?
Ну-ну.

V>В КТП эта ошибка была исправлена, но, по-сути, КТП скоро уже век как продолжает оставаться в тени КМ, да еще вынуждена периодически выделывать реверансы в сторону последней, что бы ни дай боже не прослыть фричеством. ))
Вы бредите. КТП и КЭД ни в какой тени не остаются. Возможно, в вашем ВУЗе это преподавали именно так — но это проблемы ВУЗа, а не физики.

V>Факт поведения фотонов как андронов был не предсказан, а открыт 70 лет назад экспериментально.
V>Но вот прям фотон-фотонного взаимодействия не наблюдали, а посему относились к предсказанному такому взаимодействию с приличным скепсисом.
Опять бредите.

V>Это та самая "идея", которая как гость на свадьбе, которого никто не приглашал — дабы не испортить праздник, все делают вид, что его нет.
Кто эти "все"? Я же вам русским по белому пишу — попытки совершить пробой вакуума делаются и уже давно; мировое сообщество ждёт этих результатов с нетерпением. Потому как это даёт не просто приятное подтверждение хорошо зарекомендовавшей себя теории, а совершенно конкретные инженерные перспективы. В частности, управляемый термоядерный синтез.

V>Подобные вещи ломают качественную картину, навязываемую классической КМ.
Ничего они не ломают. Вы просто не понимаете ни КМ, ни КТП, ни существующего консенсуса в физике.

V>Но, блин, упоротые толкователи извратили всё, что можно извратить — ты ж почитай себя. Ты не смог абстрагировать до "просто чисел", тебе надо обязательно скакать в макромир и обратно, делая чудовищные свои "заключения". Скакать сегодня можно только только через КТП, другого работающего во всех диапазонах энергий механизма скакания пока не придумали.
Не переживайте, в КТП тоже есть дыры, причём большие. Но не в тех местах, где их ищут идиоты-фрики.
К этим дырам физики относятся с большим энтузиазмом, потому что они открывают перспективу найти какие-то новые физические законы.

V>Еще раз, нелинейность в веществе есть слишком на многое что списать, т.е. не интересно.
Это вам неинтересно, потому что вы не понимаете физику.
А речь как раз идёт о нелинейностях поля в вакууме.

V>Работал бы такой кадр в нашей лаборатории — я бы уволил за лень. ))
В нашу лабораторию вас бы даже не взяли.

V>Задача была другая — собрать ЭДС на приёмной антенне из "фотонов другой частоты".
Ну, ок. Соберите. Хотя бы математически. Возьмите, допустим, функцию Гаусса в качестве формы импульса, поиграйте с фазами. Посмотрите, какие частоты будут получаться в итоге.

V>Я честно ХЗ, что тут может быть непонятного.
Непонятно, как вы ухитряетесь годами упорствовать в заблуждениях. Я же вас уже носом ткнул во все места, где вы гоните чушь.
Про зоны проводимости прочитали? Убедились в отсутствии нижнего предела на частоту поглощаемых фотонов?
Про ширину полосы спектра газоразрядной лампы прочитали? Убедились в отсутствии зависимости ширины спектра от степени когерентности?
Про однофотонную интерференцию прочитали? Убедились в отстутствии зависимости интерференции от плотности потока?

V>Для излучения и поглощения радиоволн антенной-рамкой всё тоже самое, только ЭДС и магнитная индукция меняются в рассуждении местами.
Да не нужны все эти рассуждения. Вы всё время лезете в детали, не понимая общего принципа.
Давайте вернёмся к вопросу: вот, допустим, вы предположили, что радиоволны передаются тепловыми фотонами (бред, конечно, но на минуту представим).
Тогда, наверное, можно провести простейший эксперимент — давайте завернём нашу радиоантенну в ИК-фильтр, который не пропускает тепловые фотоны.
Проверить, что фильтр работает, очень легко — у нас же есть детекторы ИК; берём заведомо горячий излучатель вместо антенны — убеждаемся в том, что фильтр ИК не пропускает.
Если ваша смехотворная гипотеза верна, то антенна перестанет принимать сигнал.
Ну так как, по вашему, перестанет или не перестанет? Или вы придумаете какое-то ещё одно фантастическое объяснение, в котором тепловые фотоны спонтанно возникают из радиоволны внутри изолированного контура, поглощаются антенной, и уже потом превращаются в ЭДС, нарушая всю математику?

S>>Нелинейности приплетать не надо — радиоволнам далеко до предела Швингера.

V>Мне несколько последних сообщений откровенно не интересно.
Отож. Мало кому нравится многократно садиться в лужу.

Здравствуйте, Sinclair, Вы писали:

V>>Я на это уже отвечал — ширина спектра единичного фотона и так большая.
S>Хм. Что вы называете "шириной спектра единичного фотона"?

Опять странные вопросы.
А что такое ширина спектра?


S>Давайте попробуем как-то оценить эту ширину спектра. Квантовым и классическим способом.
S>Квантовый способ простой — наблюдение фотона с частотой f провести несложно. Например, можно наблюдать фотоэффект — если частота слишком низкая, то фотоэффекта не будет.
S>Если спектр пучка достаточно широк, то некоторые из фотонов будут таки иметь энергию выше порога фотоэффекта, и мы будем его наблюдать.

ОМГ ))
О чём шла речь?
О единичного спектре фотона или о спектре пучка (ансамбля) фотонов?


S>Или, например, мы можем использовать дифракционный спектрометр — смотреть на спектр с точки зрения классики. Если спектр одиночного фотона широк, то мы должны именно это увидеть в спектрометре — как освещённость в далёких от f частях спектра.

В спектрометре спектр энергий, а не математический спектр фотона.

Ну и, еще подсказка — призма после преломления испускает не те "экземпляры" фотонов, которые проглотила.
Да и вообще любая среда с диэлектрической проницаемостью большей 1 испускает "другие фотоны".


S>Будет ли ширина спектра, измеренная в одном из этих экспериментов, зависеть от интенсивности пучка фотонов?
S>Спойлер: нет, не будет.

Спойлер — в пределе будет.
А то, что начиная с некоторой (достаточно большой) плотности фотонов однофигственно — не новость.


V>>См. попытки у разных авторов вывести его волновую ф-ию, особенно после получения возможности однофотонного излучения (до сих пор именно попытки вывести его волновую ф-ию, угу, но в целом они похожи — обычный интеграл Фурье, а не единичная монохроматичная волна).
S>Чего? Волновая функция фотона вполне объективно существует.

Мде...
Координатные волновые ф-ии для безмассовых частиц прямо запрещены СТО, потому что те движутся со скоростю света, т.е. не позволяют локализовать себя в пространстве.
Запрещены они и в КМ.

Но есть попытки её вывода, разной степени наивности/допущений.
Или даже просто допущений о возможности вывода такой ф-ии, например:
https://ipi1.ru/images/PDF/2017/97/foton-kak-kvazichastitsa.pdf


V>>Чем показал, что плаваешь в азах КМ — для безмассовых частиц дельта импульса равна импульсу частицы.
S>Вы что-то путаете.

Я? ))
Еще раз, медленно — для безмассовых частиц в момент рождения delta p = p
Поэтому, твои рассуждения выше по ветке о сколь угодно большом разбросе импульса единичного фотона — туфта.


S>Разброс импульса для фотонов эквивалентен разбросу частоты, ведь p=h*f/c.
S>А частоту фотона обычно можно измерить довольно-таки точно.

Именно так.
А самостоятельно сразу сообразить?
Чтобы сейчас не устраивать клоунаду, будто и не было ничего. ))

Подобные самопоправки у воспитанных принято предварять "а да, я ошибался", чтобы выглядеть адекватным собседником, а не пытаться замыливать.


V>>Именно поэтому для безмассовых частиц существует проблема корректной нормировки на единичную вероятность — ведь дельта x равна бесконечности.
S>Всё наоборот. Если дельта х равна бесконечности, то дельта p может быть равна нулю.

Говорилось, что дельта x равна бесконечности при известном импульсе.

И в любом случае (даже если ты неверно понял) — никакого "наоборот" нет, ты сказал ровно это же, просто с конца.
Как по мне, опять попахивает клоунадой. ))


V>>На практике это выражается в то, что площадь мишени для принятия фотонов должна быть "достаточно большой" — на порядки больше длины волны.
S>А сейчас вы путаете продольную локализацию с поперечной локализацией.

Продольная локализация отсутствует как класс, как можно её с чем-то спутать?


S>Импульс частицы коммутативен с её "поперечной" локализацией, поэтому на них не действует принцип неопределённости.

Для единичного фотона нет никакого соотношения неопределённости.

Есть соотношение неопределённости, например, между числом фотонов и фазой волны:

Именно на этой неопределённости строилась моя "огибающая" на рисунке.

Есть еще соотношение неопределённости м/у шириной щели и поперечным импульсом пучка фотонов (распределение плотности фотонов в поперечной плоскости).
И т.д.


S>Поперечная локализация фотона связана с неопределённостью поперечной составляющей импульса — отсюда, к примеру, невозможность добиться низкой расходимости узкого пучка.

Фотон "достаточно широк" и сам по себе, еще до неопределённости поперечной составляющей импульса.
По-быстрому не нашёл ссылку на работу, описывающую опыт, как фотоны определённой длины волны проходили через очень узкую щель, но не проходили через отверстие такого же диаметра, как ширина щели.


V>>И в своём мысленном эксперименте я эту площадь никак не ограничивал.
S>Да, так что давайте не будем говорить о площадях, ширине пучка, и расходимости.

Да пофик, я здесь просто для демонстрации твоей манеры спора — ты как будто возражаешь, согласно построению предложений, и если не вникать, может создасться такое впечатление.

А на деле или повторяешь меня якобы от своего имени или делаешь детские ошибки.
Чтобы потом опять повторить меня от своего имени, бгг.


V>>Единичный фотон некоторой энергии имеет некую плотность распредления по спектру Фурье, которая не выглядит как линейчатый спектр в оптике при дисперсии светового потока после щели на призме.
S>А как она выглядит?

Как оконная функция, где окно очень узко.


V>>Сорри, но подобные рассуждения попахивают попыткой выдать собственное "внутреннее понимание КМ на пальцах" за саму КМ. ))
S>Ну, у меня никакого другого понимания КМ нету. К счастью, моё согласуется с учебниками и данными экспериментов.

Какое в опу "согласуется"?
Ты залетел уже более десяти раз в одном только этом обсуждении.

У тебя согласуются только обрывочные сведения, за что мне не лень регулярно озвучивать свои наблюдения о "кусочно-гладких" твоих представлениях — сплошняком ты предмет не учил.


S>А вот ваше понимание отдаёт фундаментальными провалами в основах КМ.

Но показать не можешь, я правильно понимаю?
Можешь только голословно надуваться.


S>Какое именно ФМ? В той ФМ, которую читал я, принцип неопределённости играет главенствующую роль.

Он-то играет, но ты его плохо учил, если натягиваешь на безмассовые частицы.
Ты ведь учил классическую КМ, верно?
А фотон — релятивистская частица.


S>Он ограничивает варианты локализации квантовых частиц именно так, как я вам объясняю.

"Объясняю"
Вот наглец. ))


V>>Максимум моды фотона, эдакий фронт волнового пакета, наиболее вероятное время "прибытия" фотона на мишень.
S>Каким образом у вас на один период пришлось много "точек"?

А какие проблемы?
Принцип суперпозиции не запрещает.
Скажем, с отставанием на четверть длины волны по той же траектории летит другой фотон с отставанием фазы на 90 градусов.
Вот тебе когерентные два фотона.


S>И как может быть мало точек в одном периоде?

В оптическом диапазоне на детекторе (и глазе) чаще много периодов на одну точку.
Так какие проблемы?


S>То, что в классике у нас является энергией поля (квадрат напряжённости), в квантовой механике как раз соответствует плотности вероятности "застать" фотон на мишени.

По высказанному возразить нечего, кроме сущей мелочи — а в Киеве дядька.
Не знал в какой абзац ввернуть хоть что-то, что еще помнишь?
Понимаю, понимаю.

Судя по поучительной интонации предложения оно должно было на что-то возражать.
Не подскажешь, случаем, а на что именно? ))


S>Если мы смотрим на спектральное разложение, то речь будет идти о плотности вероятности обнаружения фотона с той или иной длиной волны. Если мы смотрим на разложение по координате — это будет вероятность обнаружить фотон в той или иной точке. Для поперечного разложения это всё понятно — те самые интерференционные и дифракционные картины показывают нам, как фотон "локализован" поперёк направления распространения.

Зеваю.
Не единичный фотон, а ансамбль их.
На единичном фотоне всё это не работает.


S>С продольным направлением сложнее. У нас нет "точки отсчёта", мы не можем сказать, что "о, мы испустили фотон в момент времени t0, он достигнет мишени в момент времени t0+d/c. Если мы его обнаружим раньше или позже этого времени, то фотон "расплылся", как-то неравномерно размазав вероятность своего обнаружения по промежутку времени (t0+d/c) +- dT."

Ага, сложнее.
Причём намного сложнее, чем ты пытаешься рассуждать.
Это один из открытых по сей день вопросов.
Я же говорю — ты не учил.


S>Тем не менее, можно попытаться выяснить, как устроена продольная геометрия фотона, заставив его интерферировать самого с собой.

Нельзя.
Электрон можно, фотон нет.


S>Например, можно расщепить фотон на полупрозрачном зеркале, и пустить его двумя разными путями.

Нельзя.


S>Допустим, у нас разность длин этих путей равна L. Если у нас фотон бесконечен, то интерференционная картина* будет наблюдаться независимо от L.
S>А вот если фотон локализован в ограниченной протяжённости, с характерной длиной l, то при L>l интерференция должна прекратиться.
S>Слово "фотон" выше можно заменить на "импульс", чтобы было легче понимать, что происходит. Удивительным образом, теоретически предсказанный результат полностью подтверждается — если у нас есть импульсы длительностью t, то при L > ct интерференционная картина пропадает.

Это работает только для коллектива фотонов.


S>Как вернуться обратно к фотонам? Очень просто: будем ослаблять наши импульсы до тех пор, пока не получится, что мы "ловим" отдельные фотоны. Будет ли наблюдаться интерференция фотона на самом себе? Будет.

Не будет.
Рельных опытов, подтверждающих это с требуемой погрешностью, так и не было.


S>* тут, вообще говоря, есть некоторые затруднения, связанные с шириной спектра. Мы же помним, что у коротких импульсов — широкий спектр.

А чем тебе единичный фотон — не "короткий импульс"?
Я уже спрашивал подобное.
Не отвечаешь на прямые вопросы — слил.


S>Это означает, что в классическом двухщелевом эксперименте у нас интерференционные полосы от разных длин волн "налезут" друг на друга. До какой-то длительности импульса мы будем способны различать ситуацию "есть интерференция" от "нет интерференции", а потом — не сможем.

Забавно, а ты ведь реально не понимаешь, чем отличается математический спектр от оптического...
Я думал тебя в предыдущих сообщениях просто занесло малость, ан нет.


S>Эту проблему можно решить разными способами. Например, разделив поляризации — в моей дипломной работе делалось именно так: разделив импульс на продольную и поперечную поляризации, можно пустить его в односный кристалл; если "продольная" и "поперечная" поляризации "пересекаются" внутри кристалла, то плоскость поляризации будет вращаться, и это можно обнаружить. А если эти поляризации разнесены на расстояние больше длины импульса, т.е. проходят через кристалл "по очереди", то никакого вращения плоскости поляризации не будет.

Отлично.
Только работает это всё лишь при достаточной мощности светового потока, из которого состоят импульсы, иначе — никакого вращения плоскости поляризации не будет.

Вращение плоскости поляризации — это банальная суперпозиция волн, векторное сложение. И для успешной такой суперпозиции, эти волны должны пересекаться не только в пространстве, но и во времени, о чём твой опыт недвусмысленно говорит.

И я малость в недоумении, как ты не обобщил свой опыт на случай, когда у тебя импульс представлен одним фотоном.


S>Можно сделать проще: после щелей поставить поперечную дифракционную решётку. Т.е. интерференционные полосы у нас наблюдается в направлении X, а различные длины волн мы разносим в направлении Y.
S>В этом варианте у нас есть наглядная демонстрация как геометрических, так и спектральных характеристик импульса.

Мде...
Это наглядная демонстрация переходных процессов включения/выключения вашего источника.

Что там было рабочим телом лазера?
Кристалл?
Ионизированный газ?

В любом случае, там было вещество с отличной от 1 дилектрической проницаемостью.
Ваш лазер вполне мог и в радиодиапазоне шуметь, двоечники.

Ладно, пофик.
Что тебе помешало бы отфильтровать ненужный спектр, возникни такая надобность?


S>Спойлер: все такие эксперименты показывают полное согласие с теорией.

Разумеется, ведь если у нас отличная от 1 диэлектрическая проницаемость, то атомы/молекулы вещества подвержены поляризации, т.е. прекрасно взаимодействуют с ЭМ-полем.

Просто ты не понял, что у тебя там происходило — у тебя оно прямо так и излучалось рабочим телом, как ты видел на спектрометре.
А ты это отнёс на св-ва самих фотонов?
И все 25 (или сколько) лет продолжал так считать?
Получается, жизнь прожита зря? ))


V>>Я тебе дал ссылку на вики — монохроматической волной свет от неоновой лампы являться не будет ни в каком приближении.
S>Ну, строго говоря да — свет неоновой лампы является линейчатым, т.е. представляет собой комбинацию монохроматических излучений на частотах переходов. Если мы отфильтруем лишние линии, то получим вполне себе монохроматическое излучение.

Монохроматическую волну мы не получим в любом случае.
Но ты рассуждал о "монохроматической волне".
А теперь круги водишь...


S>Излучение лазера отличается только тем, что из "горба" допплеровски-уширенной линии остаётся семейство "узких пиков", которые соответствуют модам резонатора.

Да не при чём тут лазер.
И продолжаешь скакать м/у отдельными фотонами-квантами и волной, составленной из большого их кол-ва.


S>То есть степень монохроматичности излучения не изменяется по сравнению с обычной рекламной неоновой лампой, оборудованной полосовым светофильтром.

Ты говорил про "монохроматическую волну", я тебя поправлял, что ты неверно используешь термин, потому что ты писал какую-то ерунду, если читать этот термин как он задумывался.
Сейчас ты на голубом глазу чуть подправил фразу и делаешь вид, что я придирался к чему-то другому, пытаясь мне якобы "объяснять" ровно то и практически теми же словами, что я писал несколькими постами выше.

Нет, я придирался к некорректным твоим высказываниям, которые должен был понимать или как ты термин не к месту применял, или как ерунду порол.
Для выяснения дал тебе ссылку на вики, твоя задача была простой — поправить себя, сформулировав свои высказывания корректно.
Вместо этого опять клоунаду устраиваешь. ))


S>Я вам приводил ссылку на вики, в которой русским по белому написано, что газоразрядные лампы являются примерами источников монохроматического излучения.
S>Прекратите упорствовать в заблуждениях:
S>https://ru.wikipedia.org/wiki/%D0%9C%D0%BE%D0%BD%D0%BE%D1%85%D1%80%D0%BE%D0%BC%D0%B0%D1%82%D0%B8%D1%87%D0%B5%D1%81%D0%BA%D0%BE%D0%B5_%D0%B8%D0%B7%D0%BB%D1%83%D1%87%D0%B5%D0%BD%D0%B8%D0%B5

Тебе надо показать мою цитату, где я заблуждался насчёт света неоновой лампы, или приехать на дуэль, по поводу очередного твоего вранья.
Но сдаётся мне, не будет ни первого, ни второго.


V>>Тем, что оптический спектр — это спектр энергий, а не частот бесконечных в пространстве математических волн.
V>>Курить свето/фото-электро-химические реакции, где поглощаются или излучаются кванты энергии вполне конкретных номиналов электрон-вольт из довольно узкой полосы энергий (при прямозонном оптическом переходе у свето-фотодиодов, например).
S>Продолжаю непонимать, при чём тут свето/фото-электро-химические реакции.

Да потому что так ты "видишь" фотоны глазами — из-за обратимости таких реакций в период нахождения атома в возбуждённом состоянии.
Из-за того, что некий второй фотон может скомпенсировать изменение, произошедшее по причине поглощения некоего первого.


S>Оптический спектр — это плотность энергий, всё верно, но плотности энергий там распределены по частотам.

А масло маслянное — это масло маслянное.
Разумеется, речь шла о спектре частот, а у тебя какие были альтернативы на слово "спектр" в контексте нашей ветки?


S>Точно так же, как и в "математическом" спектре. Единственное отличие от "математики" — в энергетическом спектре напряжённости поля возведены в квадрат, поэтому там нет информации о фазе.

Именно так.
В оптическом диапазоне тебе не нужна "волна", как в радиодиапазоне, тебе достаточно относительно редкой последовательности фотонов нужных энергий.
Т.е. этим фотонам не обязательно единую волну образовывать.
Потому что так устроено наше зрение и так устроено "зрение" фотоплёнки или детекторов камер — они принимают не волны, они принимают подходящие кванты энергий, потому что сами обитают в квантовой системе.


S>Тем не менее, никаких отличий в ширине "математического" и "энергетического" спектров нет.

Этих отличий нет только у бесконечного гармонического колебания, но фотоны очень даже конечны.
Если фотон был выпущен 14 млрд лет назад и только сейчас до нас долетел — он же не может быть одновременно всё еще "там", откуда начал свой путь, верно? ))


V>>В т.ч. расстояние в поперечной плоскости, т.е. "соседние" фотоны из светового пучка могут приниматься соседними клетками-колбочками глаза, или отдельными пигментами одной колбочки, где энергия возбуждения переносится другими "свободными" митохондриями (счёт митохондриям в одной клетке идёт на тысячи), но сигнал электрохимического возбуждения клетки при этом "суммируется", складывается по модулю, да еще усредняется по времени, т.е. игнорит фазы фотонов.
S>Это всё словоблудие.

Это то самое твоё непонимание — как и что мы регистрируем в оптическом диапазоне и чем это отличается от приёма волн в радиодиапазоне.
Ты ведь так и не покурил фото-электро-химические реакции?


S>Что мы увидим — широкие полосы или таки узкие линейки? Спойлер: мы убедимся, что ширина спектра не зависит от когерентности излучения.

Абсолютно верно.

Только почему ты опять якобы "возражаешь"?
Это имено я и талдычил тебе, что ширина энергетического спектра будет той же.
А вот по Фурье у нас будет не такой же.

Если не веришь — наложи на синусоиду любую известную тебе оконную ф-ию в разных фазах, сформируй таким образом условные фотоны, потом просуммируй их с произвольным сдвигом фаз (речь же о некогерентном излучении), а потом сделай преобразование Фурье полученной картинки. Да там даже и без Фурье будет видно, что спектр результирующего сигнала будет сильно зашумлён.


V>>Да так же, как и в лазере — чем больше пройденный путь некоего изначально спонтанно выпущенного фотона в системе, тем больше индуцированных фотонов (размножаемых в прогрессии) будет на его совести в его направлении движения.
S>Идея интересная, но нерабочая. У неё есть два изьяна:
S>1. У нас изначально спонтанно выпускается большое количество некогерентных фотонов. Даже если они проходят сквозь усиливающую среду, то все они находятся в равных условиях

Ага, а теперь курить теорию катастроф.


S>и усиливаются все в равной степени — поэтому степень когерентности излучения никак не изменяется. Как был "шум", так и остаётся.

Всё бы ничего, но одна беда — в лазере аналогично, первоначальные спонтанные фотоны некогерентны.
Получается, ты даже не понимаешь, как работает лазер?


S>2. Чтобы вынужденное излучение усиливало проходящий через среду свет, среда должна быть инверсно заселена.

Ес-но, должна.
И почему это подано как пункт возражения?
Где ты увидел противоречие?


S>Иначе вместо вынужденного излучения мы будем иметь обычное поглощение.

Прям не верится, что ты был не в курсе, что газовые облака, освещаемые каким-нить рентгеновским или ультрафиолетовым излучением близкой звезды/звёзд, светятся порой весьма красиво в оптическом диапазоне. Что, всё так плохо? ))

Но теперь-то в курсе (да и гугл большой, и фотки облаков красивые), можешь вернуться и прочесть с новым пониманием мною ранее написанное.


S>А в отсутствие доминирующей моды, возбуждённые проходящими фотонами атомы и молекулы будут излучать спонтанно. Откуда возьмётся инверсная заселённость в облаках межзвёздного газа?
S>Это всё хорошо подтверждается экспериментально — состав межзвёздного газа изучают в основном по поглощению им линий звёзд, находящихся позади облаков относительно нас.

Как сам думаешь, насколько высока цена такому постоянному щебетанию через абзац "подтверждается экспериментально" (С)?
Я думаю примерно нулевая:

Мощное излучение этих четырёх звезд ионизирует газы туманности, заставляя их светиться не только отражённым светом, но и собственным. Атомы кислорода, потерявшие два электрона, светятся на фотографии синим светом. Потерявший один электрон водород — зелёным. Потерявшая один электрон сера светится на поверхности столпов красным.

V>>Это являлось ошибкой в рассуждении, т.е. выглядело так, будто ты неверно использовал термин.
S>Нет. Просто вы по прежнему не понимаете, что такое фотон.

Ес-но.
Сегодня никто из образованных людей не понимает, что такое фотон.
Но некоторые невежды запросто могут считать, что понимают.

Мне достаточно того, что я разбираюсь в свойствах фотонов, в отличе от тебя.
А что они такое — это еще Энштейн вопросом задавался.
В общем, пока не будет понятно, что такое ЭМ-поле (и вообще пространство-время), не будет понятно, что такое фотон.


V>>Если ты про "волновую функцию фотона", тот гугл даёт много ссылок.
S>Нет. Я про вашу идею собрать поле с частотой f1 из полей с частотой f2.

Эээ... А что такое "поле с частотой f1"?
Ну-ка, а что такое вообще "поле"? ))


S>Без формул все ваши рассуждения — гуманитарщина.

А что тебе даст формула, чего не дал график?


Вот ссылка на онлайн-построитель графиков:
https://www.desmos.com/calculator/nubqhlppdi?lang=ru

Вангую, что как обычно, получив ответ по-существу, ты тупо его скипнешь, сделаешь вид, что ничего и не спрашивал.
Просил "формулу" чтобы ввернуть "гуманитарщина", больше ни для чего. ))


V>>Нельзя при этом рассуждать о монохроматической волне.
S>Ок, то есть у вас постепенно наступает понимание, что любой ограниченный во времени электромагнитный импульс — это набор некоторых волн с различными частотами.

Нет, не наступает.


S>Ещё немного, и мы доберёмся до понимания, что

Доберемся, доберемся.
Ты выше рассуждал о единичном фотоне.
Разве это не самый короткий импульс из всех возможных?
Расскажи мне, плиз, что там будет насчёт "набора некоторых волн с различными частотами"?


S>а) этот "разброс частот" относится как к "группе фотонов", так и к одному фотону

Это ты себе слишком простой путь для отступления выбираешь.

Спектр — это не "разброс частот", это распределение вполне конкретных амплитуд и фаз частот де-факто имеющихся колебаний.
Это суперпозиция уже имеющихся волн.
Именно этот спектр ты наблюдал в своих коротких импульсах.
Просто ты не понимал, откуда этот спектр взялся.


S>б) этот разброс частот реализуется вполне физически — то есть это не просто "математическая абстракция", а реальная возможность зарегистрировать фотон с частотой f0+dF/10, и невозможность зарегистрировать фотон с частотой f0+dF*1000.

После пропускания через узкополосный фильтр у тебя останется узкая полоска спектра, без всяких f0+dF/10.
Т.е. ты увидишь на спектрометре узкую полоску, а не область.


V>>Если на фотодетектор падает монохроматический фотон с очень протяженной волновой функцией, то его поглощение может происходить на малом участке волнового пакета, а уничтожится этот пакет сразу во всем пространстве.
S>Всё верно. Осталось самая малость: подтянуть математику, и убедиться, что функция Гаусса инвариантна относительно преобразования Фурье.

Бгг, зато ширина шапки не инварианта.
Т.е. подтянуть надо тебе.


S>Это даёт нам возможность описывать при помощи уравнений Максвелла импульсы конечной длительности и конечной ширины спектра.
S>Несмотря на то, что частотные компоненты, которыми оперирует преобразование, представляют собой бесконечные в пространстве и времени плоские волны.

Ага, и чем уже будет шапка во временной области, тем шире в отображении Фурье.
Собсно, выше и ранее я тебе об этом уже говорил, просто ты только сейчас до этого дошёл в своём самообразовании.
Сказал бы хоть мне спасибо, что заставляю тебя осваивать материал. ))

Я уже и над этим тоже посмеиваюсь про себя: твой мотив участия в подобном споре именно так и выглядит — чтобы тебя кто-то "пинал" в нужном направлении.
Т.е., в своей лени ты хотя бы отдаёшь сам себе отчёт.
Уже хорошо.


V>>И наборот тоже можно делать допущения — если распространение возмущений происходит в виде волн, то мы имеем дело с упругой средой их распространения.
S>Как раз у вас — отголоски внутреннего понимания на пальцах. Вакуум не представляет собой набор пружинок; и ЭМ-волны не обязаны вести себя так же, как упругая деформация бесконечной резиновой плоскости.

А они и не ведут — у резины сила противодействия пропорциональна отклонению.


S>Да, "представить" себе, как так получается, что локальное во времени и пространстве поглощение (или излучение) фотона приводит к тому, что у нас изменяется картина поля сразу в макрообьёме — тяжело.

Сочувствую.
И сразу огорчу (шёпотом) — есть ограничение на скорость света.
И как раз в макрообъёме это ограничение соблюдается хорошо.


S>Ну, так поэтому экзамен по квантовой электродинамике сдают не все. И даже после сдачи нет гарантии того, что в голове осталась корректная картина, не искажённая наивными бытовыми представлениями.

Для этого не надо было плавать еще в базе — обычной электродинамике и гармоническом анализе.
Тогда бы более сложные вещи понимались лучше.


V>>Понятно, что если расстояние м/у фотонами сравнимо со временем нахождения атомов в возбужденном состоянии, то из-за обратимости фотоэлектрических реакций с некоей вероятностью полученный квант энергии может быть "скомпенсирован" другим квантом энергии, пришедшим в противофазе. Но это всё происходит лишь с некоторой вероятностью, поэтому даже в минимуме освещённости будут регистрироваться фотоны.
S>Вопрос не в том, будут или не будут. Вопрос в том — каково будет соотношение количеств фотонов, зарегистрированных в минимумах, и в максимумах?

Не надо бегать.
Вопрос был — что представляет из себя процесс фиксации фотонов на детекторе.
Т.е., почему такая картинка?


S>Спойлер: будет точно совпадать с соотношением "засвеченности" фотопластинки в этих местах.

Офигеть.
Количество зарегистрированных фотонов будет совпадать с количеством зарегистрированных фотонов.
Кто-то заговариваться стал... ))


V>>Это такое твоё "внутреннее понимание"?
S>Нет, это общеизвестный факт.

Это факт был предположен, но так и не был подтверждён в опыте с нужной чистотой.
И ниоткуда не следует, кстате, кроме как хотелки получить такую же картинку, как на одном электроне.


V>>Сравниваются волновые свойства электронов и фотонов. Предлагается простой опыт, подтверждающий результат Донцова и Базя: при уменьшении интенсивности света волновые свойства фотонов, по-видимому, ослабевают и в пределе исчезают совсем. Таким образом, опыты со слабыми световыми пучками показывают, что в отличие от электронов, дифракция фотонов есть коллективный эффект, возникающий при переходе коллектива огромного числа фотонов в электромагнитную волну. Поэтому приписывать волновые свойства отдельному фотону, возможно, не имеет смысла.
S>Не читайте фриков.

Фриков ты мне дал рядом.


S>Какой-то криворукий доктор наук из Пскова опроверг опыты Юнга.

У Юнга обычная интерференция.


S>Orly? У меня, как у квантового оптика

Ты тут просто болтун пока, делающий детские ошибки и перескакивающий затем с темы на тему в попытке замылить свои косяки.
Несерьёзный человек, кароч.


S>А как у человека с научной подготовкой, есть вопросы к качеству публикации. Например, уже то, что вместо таблиц с исходными данными приведены какие-то картинки; вместо графика видности приведены графики плотности прямого и дифрагировавшего излучения;

А рис 5 не оно?

Ну и, отсылка к другим опытам.
Например:
Ю. П. Донцов, А. И. Базь. «Интерференционные опыты с использованием статистически независимых фотонов» ЖЭТФ, Т. 52, 1967, Вып. 1
http://www.jetp.ac.ru/cgi-bin/dn/e_025_01_0001.pdf

Ребята еще в 67-м году сделали предположение, что интерференция при малой частоте фотонов наблюдалась из-за скоррелированного их порождения (например, пламя свечи).
Они повторили прошлые опыты и наблюдали интерференцию на своём устройстве.

Потом они добавили фильтр, который должен увеличивать долю статистически независимых фотонов — и получили сначала уменьшение видимости дифракционной картинки, а потом наблюдали почти полное её исчезновение на другом фильтре. FIG 6, сравнить графики a/b и c.


S>нет оценок плотности потока фотонов и обоснования того, что вообще измерялись однофотонные взаимодействия.

Интерференция в таких опытах пропадает еще на подходе к одному фотону.
Ситуация-то наоборот — при многих фотонах интерференция устойчивая.

Или ты предполагаешь, что на малых кол-вах независимых фотонов интерференция пропадёт, а вот на одном резко появится? ))


S>При экстраполяции кривой 2 на область предельно малых интенсивностей видно, что обе кривые, по-видимому, сливаются, т. е. дифракционная картина исчезает.
S>Это, научно выражаясь, охренеть что. Из "по-видимому" и "экстраполяции" делаются выводы, ниспровергающие основы КМ.

Охренеть что тут лишь твоя художественная резьба по цитатам.
Сказано:

При малых интенсивностях отношение Е оказывается больше 0.75

На графике видно, что значителньо больше.

Так шта, какие именно "основы"?
Твоего "понимания на пальцах"? ))

Однофотонная интерференция — вопрос открытый и, независимо от от его решения, ни на что в теории не влияет от слова совсем.

Поэтому, как всегда, когда ты упоминаешь "основы" — речь о пустом звуке.
В общем, покажи мне те положения КМ, согласно которым фотон сам с обой интерферирует иначе теория рушится, или болтун.

Это была лишь гипотеза, которую техникой 30-х годов проверили весьма грубо, к тому же, тогда еще не знали о большой доле скореллированного излучении фотонов в большинстве "обычных" излучений.


S>В общем, коллега — не имея специальной подготовки, такие вещи лучше не читать.

Чтобы тебе на неудобные вопросы отвечать не пришлось? ))

Неужели не видишь, что критиковать тоже надо уметь.
Твоя критика — ни к чёрту.


S>Если вас интересует то, что реально происходит при снижении количества фотонов — почитайте описания экспериментов с нормальным дизайном.

Это который последний дотошный был 30-х годов?


S>Где не пытаются оценить видность интерференционной картины при помощи косвенных методов, и не вносят в результат зависимостей от чувствительности амперметра.
S>Вот, например, первое что попалось:
S>http://www2.optics.rochester.edu/workgroups/lukishova/QuantumOpticsLab/2010/OPT253_reports/Justin_Lab2.pdf
S>2010 год. Никаких сюрпризов: расстояние между фотонами ~ один метр, интерференция на месте.

А ты уверен, что всё понял по своей ссылке?

We chose 4 orders of magnitude of attenuation for initial imaging because this corresponds roughly to an average separation between photons of 1 meter.

Среднее расстояние м/у фотонами 1 метр в первом эксперименте. "Среднее" — ключевое. А какова из них доля скореллированных?
Это ж порядка 299 млн фотонов в секунду получается (легко же прикинуть: десять тыщ по рублю — страшные деньги!).

Второй эксперимент описан скудно, что именно они делали во втором случае?

И почему у них в таблице присутствует аномальное значение, которое они объяснили как "похоже, при измерении прошла аномальная помеха".
(а ведь измерение дооолгое!!!)

А за каким чёртом они тогда не повторили эксперимент?
Почему не выполнили его десятки, сотни раз?

Далее, давненько я не видел такого обилия грамматических ошибок в научной статье, просто один из абзацев:

The second experiment was a demonstration of the effect of which path information using the MachZehnder interferometer. The leading polarizer was aligned so that the power in each arm of the interferometer was equivalent (measured at 0.123 mW in each arm).

As before, we first performed our experiment with relatively little attenuation. We imaged the output of the interferometer using a few different analsyer polarizer alignments. A couple of examples of the observed images are seen in figure 6, and provides a basic example of the interference pattern seen from the Mach-Zehnder interferometer. The images in 6 are characterisic of the effects of which path information, demonstrating that, in the process of gaining which path information, interference is destroyed.

Выходит, рецензией там и не пахло никогда.
Т.е., ни в каком научном журнале эта "статья" не печаталась, верно?
Вот такая цена выходит твоей надутости!
(не везёт тебе сегодня)


V>>Согласно КТП, фотоны — это не частицы, а эдакие квазичастицы (как фононы в кристаллах или электроны проводимости в полупроводниках) — некая условная мера возбуждения поля-носителя. Как частицы фотоны ведут себя разве что при их регистрации нами, потому что мы не можем их зарегистрировать иначе как через взаимодействие фотонов с электронами (в оптическом диапазоне) или с электронами и ядрами атомов в тепловом диапазоне и ниже.
S>Вы неверно понимаете КТП. В ней, конечно же, частицы существуют.

В КТП оперируют не частицами, а состоянием поля (так что такое "поле", а то у меня и на этот счёт возникли подозрения в твой адрес, после "частоты поля"?), обычно пользуются представлением в векторах Фока.

Например, бозон-осцилятор в КТП — это не фотон из КМ, но состояние фотона из КМ (возбуждение осциллятора из гипотетического поля их).
Или состояние "синхронизированных" 1..N-фотонов (в отличие от фермионов, несколько бозонов могут занимать одинаковое состояние), в зависимости от энергии осциллятора.


S>КТП (и КЭД как её часть) отличаются от классической КМ тем, что в ней рассматриваются не только вопросы эволюции состояния частиц, а также динамика их порождения и уничтожения. Без этой теории, к примеру, невозможно предсказать поведение лазера — в классической КМ нет никакого объяснения явлению вынужденного излучения.

А как же матрицы Гейзенберга, квантующие уровни в модели атома Бора?
Точные энергии были рассчитаны задолго до КТП.


S>В рамках КМ мы можем рассчитать частоты переходов, но ни про направление, ни про фазу порождаемых фотонов там ничего нет — просто потому, что процессы порождения и поглощения в ней не рассматриваются.

Фаза и направление порождаемого фотона получается как наиболее вероятная в поле фотона, "пнувшего" возбуждённый атом, если построить варианты по всевозможным направлениям. Курить фазовую скорость света в веществе, почему она меньше обычной. В том же направлении и в той же фазе конкретно на этом атоме замедления уже не требуется, а в любом другом направлении — будет замедление из-за присущих процессу вещей — из-за токов смещения и противо-ЭДС.

(кстате, скорость света в вакууме тоже ограничена токами смещения и противоэдс, бо диэлектрическая проницаемость вакуума не нулевая)
(или наоборот — зная скорость света, можно посчитать токи смещения и противоэдс в процессе распространения ЭМ-волны)
(ХЗ что тут первично, что вторично)
(радетели "объединения всего" хотели бы, чтобы скорость света ограничивалась другими величинами, а не скорость света ограничивала другие величины)

А неужели в КТП эти вещи выводятся без привлечения (прямо или косвенно) уравнений Максвелла для эм-волн?


S>При этом надо понимать, что КТП не отрицает классическую КМ; все результаты, изложенные в третьем томе ЛЛ остаются справедливыми и после прочтения четвёртого тома.

Ты про Ландау?
Который посвятил несколько лет попытке вывести волновую функцию фотона, вместо этого вывел доказательство, что это невозможно? ))
По диагонали читал?