Polarisation von Licht ist ein Wellenkonzept oder auch auf Photonen anwendbar?

Ich habe eine ganz grundsätzliche Frage. Wir erklären die Polarisation des Lichts unter der Annahme der Wellennatur des Lichts. Gilt es noch, wenn wir Licht als Photonen annehmen? Oder anders gesagt: Polarisation ist ein Wellenbegriff oder auch auf einzelne Photonen anwendbar?

Vielleicht ist das mein falsches Konzept! Ich fühle mich hier etwas verwirrt.

Es ist absolut möglich! Versuchen Sie, nach Helizität zu suchen

Antworten (1)

Photonen sind Spinteilchen 1 . In der Quantenmechanik kann die Messung des Spins eines solchen Teilchens drei Ergebnisse liefern: + ℏ , 0 oder − ℏ . Das Photon ist jedoch ein Sonderfall, da seine Masse gleich ist 0 und die Quantenfeldtheorie schließt diesen Wert für masselose Teilchen aus, also kann es nur sein + ℏ oder − ℏ . Außerdem kann dieser Spin nur in Ausbreitungsrichtung gemessen werden, daher erhält er den Namen Helizität. Die beiden Helizitäten des Photons entsprechen den zirkularen Polarisationen des Lichts.

OK. Wenn also ein unpolarisiertes Licht durch einen Polarisator geht, beschränken sich die Schwingungen des elektrischen Feldes gemäß dem Wellenkonzept auf eine einzige Ebene. Wie können wir das mit dem Photonenkonzept erklären? Könnten Sie bitte ein bisschen mehr erklären? Danke.
Und was ist die Helizität von unpolarisiertem Licht?
@Albedo. Auf der Ebene des Photons existiert kein unpolarisiertes Licht. Es ist ein makroskopisches Konzept. Unpolarisiertes Licht besteht aus einer gleichmäßigen Verteilung aller polarisierten Zustände. Will man es jedoch im Sinne von Photonen verstehen, sollte man sich eine große Anzahl von Photonen mit gleicher Höhe links- und rechtsgängiger Helicitäten und gleichverteilten Phasen vorstellen.
@V.Rossetto Tatsächlich können Sie die Depolarisation auf der Ebene eines Photons verstehen: Das Photon befindet sich in einem gemischten Zustand, der durch eine Dichtematrix definiert ist. Ich denke tatsächlich, dass die Quantenbeschreibung der Depolarisation viel einfacher ist als die klassische: Ihr Kommentar zur Ensemblebeschreibung ist auch elegant und eine großartige Möglichkeit, sich depolarisiertes Licht vorzustellen. Wenn Sie es in Bezug auf klassische Wellen verstehen wollen, wird es ziemlich heikel - es ist das gleiche Problem mit teilweise kohärentem Licht (das auch eine sauberere Quantenbeschreibung hat) und Born und Wolf widmen der klassischen Beschreibung ein ganzes Kapitel.
@V.Rossetto Übrigens hätte ich fast +1 vergessen! Außerdem entspricht die Beschreibung der Dichtematrix für ein Photon in einem gemischten Zustand der Definition seiner Stokes-Parameter, siehe meine Antwort hierphysics.stackexchange.com/a/92176/26076, wenn Sie interessiert sind.
@Stange. Danke für diese Idee. Die Dichtematrix wird in der klassischen und in der Quantenphysik unterschiedlich interpretiert. In der klassischen Physik beschreibt es eine Menge von Photonen , deren Zustände verteilt sind. In der Quantenphysik kann es auch als Beschreibung eines Photons in einer Überlagerung von Zuständen angesehen werden.
Polarisation von Licht ist ein Wellenkonzept oder auch auf Photonen anwendbar?
AntwortenHierDatenschutz-Bestimmungen1y, 0v