Feynman sagt, dass ein Photon jeden Weg nimmt, während es von einem Spiegel reflektiert wird, wenn es von A nach B geht, aber wir sehen nur den mittleren (wobei Einfallswinkel = reflektierter Winkel), weil alle anderen aufgehoben werden, da sie längere Wege haben und folgen ihre Phasenpfeile heben sich gegenseitig auf.
Wenn Sie können, erklären Sie es bitte allgemein ohne Mathematik, da ich es auf die gleiche Weise studiere.
Diese Frage basiert, wie so ziemlich jeder weiß, auf dem Buch „QED, die seltsame Theorie von Licht und Materie“ von Feynman.
Meine Antwort basiert auf meinem begrenzten Verständnis des Buches.
Phase Arrows hat eine gute Beschreibung von Feynmans Analogie.
Ebenso die obige Quelle, wenn Sie Feynman Lecture Using Phase Arrows besuchen , können Sie sich die Beschreibung von RPF zwischen Zeit 29:41 und 36:27 von Teil He zeichnet das „Pfeil“-Diagramm an der Tafel ansehen.
Ähnlich, wenn Sie Feynman Lecture On Photons besuchen , spricht Feynman zwischen den Zeiten 59:33 und 60:32 über dieses Thema.
Einer der Unterschiede zwischen der klassischen Mechanik und der Quantenmechanik besteht darin, dass Objekte klassischerweise einen bestimmten Weg oder eine bestimmte Flugbahn haben. Wenn Sie also einen Fußball treten, können Sie ziemlich sicher sein, wo er landen wird und welchen Weg er nehmen wird.
Wohingegen man in qm nicht sagen kann, dass ein Photon definitiv entweder einem Weg folgt oder an einem bestimmten Ort zu finden ist. Man kann nur eine Wahrscheinlichkeit zuweisen, dass ein Photon an einem bestimmten Ort zu finden ist.
Also hat Feynman diese Idee im mathematischen Sinne auf die Spitze getrieben. Mathematisch gesehen kann man sagen, dass das Photon jeden verfügbaren Weg genommen hat, aber alle Wege, die den klassischen Vorstellungen nicht entsprechen, heben sich gegenseitig durch destruktive Interferenz auf. So bleiben Ihnen nur die Wege übrig, die am wenigsten Zeit in Anspruch nehmen.
Dies wird manchmal als der Ansatz der Summe über Geschichten in der Quantenmechanik bezeichnet.
Feynmans Verständnis dieses Effekts stammt wahrscheinlich aus der Optik, wo es als Fermat-Prinzip bekannt ist. Der Mechanismus hinter diesem Prinzip basiert auf dem Begriff der stationären Phase, d. h. dem Phänomen, dass Licht in die Richtung geht, in der sich die Phase, die von verschiedenen Pfaden kommt, langsam ändert.
Ich werde versuchen, dies ohne Mathematik zu erklären. Das Szenario ist eines, in dem es ein Feld gibt, das sich linear durch den Raum oder durch ein lineares System ausbreitet, wie in dem Fall, in dem wir lineare optische Komponenten haben. Am Ausgang würde man dann Orte finden, an denen das Feld eine große Amplitude hat, und andere Orte, an denen die Amplitude klein oder sogar Null ist.
Betrachtet man einen bestimmten Ausgangspunkt, so ist die Feldamplitude an diesem Punkt die Summe aller Feldbits, die dort über verschiedene Wege angekommen sind. Die Phase dieser Bits wird durch die Länge des Pfades bestimmt, dem sie gefolgt sind, um zum Ausgangspunkt zu gelangen. Ändert sich dieser Phasenwert schnell als Funktion des variierenden Pfades, dann werden die unterschiedlichen Werte dazu neigen, sich gegenseitig aufzuheben. Sie können es sich als einen Haufen Pfeile vorstellen, die in alle Richtungen zeigen, und Sie fügen diese Pfeile hinzu, um den kombinierten Pfeil zu finden. Für den sich schnell ändernden Fall ändern sich die Amplituden (Längen der Pfeile) langsam im Vergleich zu der Phase (Richtungen der Pfeile). Pfeile, die in entgegengesetzte Richtungen zeigen, heben sich gegenseitig auf. Das Nettoergebnis ist also eine sehr kleine Amplitude.
Wenn andererseits die am Ausgangspunkt ankommenden Bits der Felder eine sich langsam ändernde Phase haben, dann würden die Pfeile alle mehr oder weniger in die gleiche Richtung zeigen. Sie würden sich also zu einer größeren Amplitude addieren (längerer Pfeil).
Knzhou
Emilio Pisanty