Wenn ein Photon Energie hat , wir wissen, dass es Kreisfrequenz hat . Wenn ein Atom eine Energielücke hat zwischen seinem Grundzustand und dem ersten angeregten Zustand wissen wir, dass das Atom sich in einer Überlagerung befindet , dann schwingt die Wellenfunktion mit einer Kreisfrequenz von . Das wissen wir auch, wenn wir ein Photon mit Energie absorbieren/emittieren wollen , brauchen wir ein Atom mit einer Energielücke .
Ist die Tatsache, dass diese Frequenzen gleich sind, ein Zufall, oder gibt es einen Grund, warum wir erwarten sollten, dass die Schwingungsfrequenz der Wellenfunktion eines Atoms dieselbe Frequenz hat wie das Photon, das es emittiert/absorbiert? Denken Sie daran, dass wir, wenn wir normalerweise an Emission/Absorption denken, an das Atom denken, das von ausgeht Zu oder umgekehrt; Wir denken normalerweise nicht, dass sich das Atom von Anfang an in einer Überlagerung befindet. Es scheint also, als ob das Photon nichts über die Schwingungsfrequenz des Atoms "wissen" sollte.
Angenommen, Sie meinen mit "Oszillation der Wellenfunktion", dass sich der Zustand zeitlich mit einer relativen Phase entwickelt als , das ist wirklich ein "Unfall", denn wie sonst werden Sie aus einer gegebenen Energie eine Frequenz in der Quantenmechanik herausbekommen, wenn nicht durch Teilen durch ? Es könnte einen numerischen Faktor geben, aber es ist nicht ersichtlich, woher er kommen sollte, und in diesem allgemeinen Fall gibt es keine anderen Größen, die wir verwenden könnten. Auch die physikalische Bedeutung der Frequenz der Wellenfunktion im Zusammenhang mit dem Licht ist eher unklar.
Bei niedrigen Feldstärken und Energien ist es normalerweise gut, sich das elektromagnetische Feld als klassischen Hintergrund vorzustellen, mit dem das Quantensystem interagiert.
Für den Fall eines Zwei-Niveau-Atoms ist die Wechselwirkung mit (kohärentem) einfallendem Licht ein Standardfall einer angetriebenen Rabi-Oszillation . Es ist nicht so, dass die resonante Rabi-Frequenz ist , eher ist es Wo ist das elektrische Feld und das Übergangsdipolmoment . Die Frequenz des Atoms, die tatsächlich etwas mit der Wechselwirkung des Lichts zu tun hat, muss also nicht gleich sein .
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