Kann ein einzelnes Photon in einer sehr kleinen Spule Strom induzieren?

Das Gesetz von Lenz (für Pedantistik: Faraday-Henry-Lenz, Beitrag von IIRC Lenz war das Zeichen) besagt, dass eine Änderung des magnetischen Flusses einen Strom induziert. Der magnetische Fluss ist das Integral des Magnetfelds über eine Oberfläche.

Eine halbklassische Ansicht eines Photons ist ein Paar transversaler elektrischer und magnetischer Felder. Wenn Sie ein Photon direkt durch Ihre Spule schießen, ist der Integrand$\vec B \cdot \hat n = 0$, Wo$\hat n$ist die Normale zu Ihrer Oberfläche, und sie sind 0 wegen der Rechtwinkligkeit.

Sie können dann entscheiden, etwas Oberfläche zu opfern und sie in einem Winkel zu schießen. Sie sind nicht mehr senkrecht, und daher ist ihr Produkt, wenn auch klein, nicht Null. Wenn Sie viele Photonen haben, die nicht von einem Laser stammen, werden sie nicht synchron sein und wo eines von ihnen positiv ist$\vec B$, einige andere werden negativ sein, und sie heben sich auf.

Wenn Sie sie einzeln aufnehmen, stoßen Sie an die Grenzen der halbklassischen Annäherung. Angenommen, es wäre gültig, ja, das Integral wäre ungleich Null und würde einen kleinen Strom induzieren. Wenn Sie ein rotes Photon schießen, in$10^{-12} s$Es wird die Richtung ändern, und dann werden Sie einen negativen Strom registrieren, sodass sie sich aufheben.

Sie denken jetzt vielleicht, dass das Notieren uns davon abhält, längere Wellenlängen zu verwenden, bei denen die Frequenz niedrig genug ist, damit wir sie tatsächlich messen können. Nun, dann haben Sie eine davon, eine Rahmenantenne: