Ich hatte eine einfache Frage: Wie viele verschiedene Werte kann ein Photon für den Drehimpuls des Spins aufweisen, vorausgesetzt, sein Spin ist 1?
Und obwohl ich sofort dachte "3, da j = 2s + 1" (j ist die Quantenzahl für den Winkelimpuls) - sah ich, dass die Frage einen Hinweis hatte:
"Denken Sie daran, dass Photonen keine Masse haben."
Also habe ich ein bisschen gegoogelt und festgestellt, dass Photonen nur Spins von +1 oder -1 haben können und dass Helizität ihre "nützliche Eigenschaft" im Gegensatz zu Spin war.
Dann, nachdem ich nach "ähnlichen Fragen" gesucht hatte, fand ich Folgendes:
Spin 1 bedeutet lediglich, dass der Spin in jeder Richtung Werte außerhalb von {-1,0,1} annehmen kann. Die 0 ist nur für massive Teilchen möglich, also kann das Photon Spin -1 oder +1 haben. (...) Von StackUser: tonydo
Offenbar wirkt sich das Fehlen von Masse auf das Verhalten des Drehimpulses eines Teilchens aus. Ich nehme an, es hat mit Helicity zu tun?How does that make photons not have null values for angular momentum?
Denn aus klassischer Sicht würde ich einen Drehimpuls von null erwarten, ähnlich wie man bei einer ersten Analyse masseloser Körper einen linearen Impuls von null erwarten würde. Aber mir ist p = h/Lambda bekannt. Ist Helizität so etwas?
Zunächst einmal sollten Sie wirklich den Spin- Drehimpuls angeben. Licht kann auch einen Bahndrehimpuls haben, der durch die Form der Wellenfront gegeben ist.
Nicht sicher, ob Helizität verwendet werden kann, um es per se zu beweisen. Aber die Helizität ist nur für masselose Teilchen definiert, was viel mehr der Grund dafür ist, warum Photonen nur 2 Freiheitsgrade haben.
Elektromagnetismus ist eine Spin-1-Eichfeldtheorie, also arbeiten Sie mit einem Vierervektor . Bei 4 Einträgen starten Sie mit 4 Freiheitsgraden, dh Sie müssen 4 Zahlen erfinden, um vollständig zu bestimmen .
Sie können die Anzahl der Freiheitsgrade verringern, indem Sie Gleichungen finden, die sie untereinander in Beziehung setzen.
Der erste ist der Messzustand. Dann kannst du einen weiteren Freiheitsgrad loswerden, weil das Feld masselos ist. Etwas Mathematik kann Ihnen das Produkt zeigen sollte proportional zur Masse sein . Haben bedeutet, dass Sie noch eine weitere Gleichung haben, die die Einträge von verknüpft unter sich.
Für eine masselose Spin-1-Eichfeldtheorie haben Sie also nur 2 Freiheitsgrade.
Das bedeutet, dass Sie nur zwei Spinprojektionen haben. Was auch im Zusammenhang mit Licht im freien Raum Sinn macht, da wir wissen, dass es als L- und R-Polarisation oder H und V beschrieben werden kann.
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