Drehimpuls eines Photons

(Entschuldigung, ich konnte das nicht in den Kommentarbereich schreiben) Haben Sie die Postulate der Quantenmechanik erfüllt?

Hier ist eine Zusammenfassung davon http://vergil.chemistry.gatech.edu/notes/quantrev/node20.html

Postulat 3 besagt, dass, wenn eine Observable einen (hermiteschen) Operator hat, die einzigen Werte, die wir für ein Photon, den Spin-Winkelimpuls, beobachten würden, die Eigenwerte der Gleichung sind

$\hat{S_z} | \hspace{2mm}{\psi}> = \pm \hbar |\hspace{2mm} \psi >$

Wo$\hat{S_z}$ist die Projektion des Spin-Winkelimpulses in entlang der$z$-Achse.

Allgemeiner mit dem Gesamtdrehimpuls (dh Spin-Impuls-Kopplung)$\hat{J} = \hat{L} + \hat{S}$Es stellt sich heraus, dass die Eigenwerte für Photonen in zirkular polarisiertem Licht gleich sind.

Es erfordert etwas mehr Rechenleistung, wobei die Eigenschaften der Operatoren und die Matrixmechanik verwendet werden, aber im Allgemeinen ist es nicht so, dass ein Photon einen Bahndrehimpuls von hat$\pm \hbar$. Tatsächlich können Photonen ebene Wellen, zirkular polarisierte Wellen, sogar elliptisch polarisierte usw. sein. Und mit jeder dieser Moden repräsentiert das im Allgemeinen unterschiedliche Drehimpulse; ein gutes visuelles Beispiel finden Sie hier

https://en.wikipedia.org/wiki/Orbital_angular_momentum_of_light

Beachten Sie erneut das Vorhandensein dieses Postulats, das wir zuvor gesehen haben: die Eigenwerte des Operators$\hat{L_z}$erweisen sich als$m\hbar$Wo$m$Werte annehmen kann$-l,-(l-1)...,(l-1),l$in Einerschritten und$l$ist der Operator des Drehimpulsoperators$\hat{L}$.