Wie viel Prozent der Photonen passieren einen Polarisationsfilter?

Angenommen, alle Photonen haben zufällige Zustände, wie viel Prozent der Photonen schaffen es durch einen Polarisationsfilter mit Vorzugsachse? | v ⟩ = 1 | ↑ ⟩ + 0 | → ⟩ ?

Passiert 100 % des Lichts durch und wird vertikal polarisiert? Oder werden 50 % des Lichts durchgelassen und vertikal polarisiert?

Mein Wissen über das Thema legt nahe, dass 100% des Lichts passieren und vertikal polarisiert werden, aber die Antworten, die ich für mein Lehrbuch gefunden habe, sagen, dass 50% durchkommen.

Beachten Sie, dass Sie, wenn Sie anstelle eines Filters ein doppelbrechendes Material und einen Polarisationsrotator verwenden, mit dem Durchsatz Spaß haben können.

Antworten (2)

(Siehe Bearbeiten unten) Sie können kein halbes Photon bekommen. Wenn ein Photon einen Polarisator passiert, ist es 100% und es wird parallel zum Polarisator polarisiert herauskommen, egal welche Polarisation es hatte, bevor es hineinging. BEARBEITEN: Da Sie Ihre Frage geändert haben, wäre die Antwort 50% wenn das Licht ist unpolarisiert und cos 2 ⁡ ( θ ) wenn das Licht polarisiert ist.

Ich möchte wissen, wie viel Prozent der Photonen durchkommen. Ich werde die Frage umformulieren.
Das macht keinen Sinn. 50 % des Lichts kommen durch oder 100 %?
@Wadwamille Mein letzter Satz lautet: „Die Antwort ist 50 %, wenn das Licht unpolarisiert ist.“ Das ist die Antwort auf Ihre umformulierte Frage.
Unpolarisiert bedeutet, dass jedes Photon eine zufällige Polarisation hat? Oder ist das ein Zustand, den ich nicht kenne?
@Wadwamille ja unpolarisiertes Licht bedeutet, dass jedes Photon eine zufällige Polarisation hat. Sie sollten sich ein paar Videos wie youtu.be/-ZUw1qJOflU ansehen , von denen einige den gesamten Prozess gut erklären.

Der Anteil der Photonen einer Wellenlänge hängt von der Bauart des Polarisators ab. Wenn die Schlitze für die spezifische Wellenlänge zu breit sind, passieren mehr als 50 % der Photonen. Wenn die Schlitze zu eng sind, werden weniger als 50 % oder sogar keine EM-Strahlung durchgelassen.

Hintergrund. Jedes Photon hat genau zwei Möglichkeiten, wenn es mit einem Polarisator wechselwirkt. Wie Sie wahrscheinlich wissen, hat elektromagnetische Strahlung im freien Raum eine oszillierende elektrische Feldkomponente, deren Schwingungsrichtung senkrecht zur Bewegungsrichtung ist (und zusätzlich eine magnetische Feldkomponente, die senkrecht zur Bewegungsrichtung und zur elektrischen Feldkomponente steht).

Bei Wechselwirkung mit den Oberflächenelektronen des Schlitzes werden die Photonen mit einer Orientierung zwischen –45° und 45° und 135° und 215° polarisiert (dh alle bei 0° bzw. 180° orientiert). Die anderen 50 % der EM-Strahlung werden vom Polarisator absorbiert. Die spezifischen Winkel hängen natürlich von der Ausrichtung des Polarisators ab, aber das Prinzip sollte klar sein.

Wie viel Prozent der Photonen passieren einen Polarisationsfilter?
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