Однофотонные интерференционные явления с точки зрения волновой функции фотона

Содержание

Слайд 2

Целью выпускной квалификационной работы является объяснение опыта Юнга в рамках одночастичной квантовой

Целью выпускной квалификационной работы является объяснение опыта Юнга в рамках одночастичной квантовой
механики фотона при моделировании его волновой функции в координатном представлении, соответствующей монохроматическому излучению от точечного источника.

Цель работы

Слайд 3

Предмет исследования: интерференция света и опыт Юнга.
Методы исследования: аналитические и численные методы

Предмет исследования: интерференция света и опыт Юнга. Методы исследования: аналитические и численные
расчета и преобразований интегралов, дифференциальных уравнений и математических объектов.
Теоретическая значимость: Описание однофотонных интерференционных явлений в рамках квантовой механики фотона.

Методы исследования

Слайд 4

Поиск и изучение соответствующей литературы, касающейся данной тематики.
Ознакомление с математическим пакетом, необходимым

Поиск и изучение соответствующей литературы, касающейся данной тематики. Ознакомление с математическим пакетом,
для выполнения расчетов и получения нужных результатов.
Изучить математический аппарат квантовой механики фотона и применение однофотоной волновой функции в существующей литературе для объяснения интерференции света.
Применить однофотонную функцию фотона для описания однофотонных интерференционных опытов

Для достижения поставленной цели были сформулированы следующие задачи:

Слайд 5

В настоящие время однофотонные состояния, используются в квантовой криптографии, перспективных разработках квантовых

В настоящие время однофотонные состояния, используются в квантовой криптографии, перспективных разработках квантовых
компьютеров, осуществлении квантовой телепортации при проверке методологических основ квантовой теории и физики в целом. В связи с этим снова актуализируются вопрос о возможности обоснования представлений о фотоне как объекте, который можно полагать локализованным в определенной области пространства в некотором промежутке времени.
В таких случаях описание распределения отдельных фотонов в пространстве можно осуществлять с помощью волновой функции фотона в координатной представлении, конструируя из нее соответствующую пространственную плотность вероятности обнаружения фотона в каждый момент времени.

Актуальность работы

Слайд 6

В работе используется одночастичная волновая функция фотона в координатном представлении, в виде

В работе используется одночастичная волновая функция фотона в координатном представлении, в виде
интеграла (волнового пакета) от циркулярно-поляризованных плоских волн, являющихся обобщенными собственными функциям и квантово-механических операторов импульса, энергии и спиральности фотона с коэффициентами разложения :
знаки « » в верхних индексах отвечают фотону с положительной и (гипотетической) отрицательной энергией, а « » или « » в нижних индексах и в коэффициентах – спиральности . Векторы поляризации , где , – вещественные единичные взаимно ортогональные векторы, образующие правую тройку с .

Общий метод построения однофотонной волновой функции

Слайд 7

При моделировании распространения свободного однофотонного волнового пакета использовалось гауссовское распределение по

При моделировании распространения свободного однофотонного волнового пакета использовалось гауссовское распределение по импульсам
импульсам фотона, для которого коэффициент (для общего анализа) выбирался в виде
При построении волновой функции фотона с целью объяснения опыта Юнга коэффициенты вычислялись соответственно дипольному электрическому излучению, то есть за исходные величины взяты напряженности поля

Выбор коэффициентов разложения

Слайд 8

ВОЛНОВОЙ ПАКЕТ

Путем наложения (суперпозиции) плоских волн с непрерывно меняющимися волновыми числами можно

ВОЛНОВОЙ ПАКЕТ Путем наложения (суперпозиции) плоских волн с непрерывно меняющимися волновыми числами
осуществить такой волновой процесс, при котором амплитуда волны будет заметно отличаться от нуля только в небольшой части пространства, а в остальном пространстве будет почти равна нулю. Такой волновой процесс называется волновым пакетом.

Слайд 9

При обсуждении опыта Юнга для объяснения волновых свойств частиц, обладающих массой, прибегают

При обсуждении опыта Юнга для объяснения волновых свойств частиц, обладающих массой, прибегают
к волновой функции в координатном представлении. Для опыта Юнга, результат интерференции сводится к установлению разности фаз двух монохромных волн, проходящие через отверстия 1 и 2 , встречающихся в точке Р на втором экране.

Опыт Юнга с точки зрения волновой функции фотона

Имя файла: Однофотонные-интерференционные-явления-с-точки-зрения-волновой-функции-фотона.pptx
Количество просмотров: 48
Количество скачиваний: 0