Impuls einer Quantenwelle

Wenn einzelne Photonen wiederholt durch eine Doppelspaltapparatur geschossen werden, entsteht schließlich ein Interferenzmuster auf dem Detektor, was darauf hindeutet, dass sich jedes einzelne Photon tatsächlich als Welle ausbreitet. Da das Vorhandensein der Doppelspaltwand die Verteilung der Orte verändert, an denen jedes Photon tatsächlich landet, scheint es fair zu sagen, dass die Welle auf irgendeine Weise mit der Doppelspaltwand interagieren muss.

Wenn das Photon nicht auf die Doppelspaltwand "trifft", sondern es stattdessen zum Detektor schafft, scheint die einzige Wechselwirkung, die zwischen der Wand und dem Photon stattgefunden haben könnte, ein Impulsaustausch zu sein. Das heißt, die Welle und die Wand tauschen Impuls aus, ändern dadurch die Richtung der Welle und beeinflussen letztendlich die Verteilung der Ankunftsorte am Detektor, aber diese Wechselwirkung erzwingt nicht, dass die Welle zu einem Teilchen kollabiert. Dh die Photonenwelle gibt keine Energie an die Wand ab, ändert aber ihre Richtung, wenn sie mit der Wand wechselwirkt.

Ist dies eine angemessene Beschreibung dessen, was physikalisch oder theoretisch im Doppelspaltexperiment passiert? Wenn ja, deutet dies dann nicht darauf hin, dass eine Quantenwelle Impuls austauschen kann, ohne in ein Teilchen zu kollabieren?

Warum nicht einen Schritt weiter gehen und über eine quantisierte Wand-Photon-Wechselwirkung nachdenken, die eine anschwellende Ablenkung verursacht? Die Intensitätsverteilung von Photonen ist das Ergebnis des quantisierten Kraftfeldes zwischen diesen Photonen und der (Oberflächenelektronen der) Wand.

Antworten (2)

Ja, was Sie sagen, ist fair, aber ein paar Punkte. Wenn das Photon mit der Wand interagiert, interagiert es mit dem elektrischen (EM) Feld der Wand, das sich über eine kleine Entfernung von der Wand erstrecken kann und in gewisser Weise zufällig und quantenhaft ist. Da das Photon seine Farbe (Energie) nicht geändert hat, aber seine Richtung geändert hat, muss die Wand etwas Energie verloren haben.

Bei der Lorentzkraft schwächt sich das äußere Magnetfeld nicht ab, es wirkt eher wie eine Feder. Die Elektronen strahlen ab und verlieren Energie. Im Fall der Photonen müssen nämlich die Elektronen der Wand von den Photonen (die unteilbar sind) beschleunigt werden und Photonen emittieren. Aber da sie nicht von einer elektrischen Spannung angetrieben werden (wie in einem Antennenstab), werden vielleicht die meisten der emittierten Photonen von anderen Elektronen der Wand absorbiert?

Schauen Sie auch auf dieser Seite nach "Experiment mit fünffachem Spalt" und sehen Sie sich eine mathematische Lösung an, die von Levitopher auf der Grundlage von Feynman-Pfaden präsentiert wird. (Ignorieren Sie den fünffachen Teil und lesen Sie einfach die Erklärung)

Photonen legen gerne einen Weg in "n" Vielfachen ihrer Wellenlänge zurück, wobei n eine ganze Zahl ist. Aufgrund der Geometrie der Situation sind bestimmte Pfade sehr wahrscheinlich und andere nicht (dunkle Flecken haben keine Photonen).

Impuls einer Quantenwelle
AntwortenHierDatenschutz-Bestimmungen1y, 0v