On Monday, July 13, 2020 at 11:41:50 PM UTC+2, waldek wrote:
> Dwie szczeliny Younga i jeden foton. Emisja fotonu następuje w czasie
> t0, a na ekranie rejestrujemy rozbłysk w chwili t1. Czas t=t1-t0, to
> czas „lotu” fotonu/fali em od źródła do celu. Znamy prędkość światła c
> (dla sceptyków: w tym laboratorium i w tych warunkach). Możemy więc
> obliczyć odległość, którą przemierzył foton/fala: d=ct.
> Odległość d_A mierzona przez szczelinę A jest jednak inna, niż d_B
> mierzona przez szczelinę B.
>
https://pl.wikipedia.org/wiki/Do%C5%9Bwiadczenie_Younga#Wyprowadzenie_wzoru
W klasycznym eksperymencie obie odległosći są bardzo podobne.
Skąd w ogole pomysł, że są różne. Wprost z definicji, maksimum
interferencji jest tam, gdzie drogi optyczne są takie same! ;-)
Cit różnią się w kolejnych prążkach interferencyjnych:
Różnić mogą się tylko o długość koherencji danego źródła światła,
tłumaczac to na język pojedynczej czastki, jej fala jest rozlana
na pewnej długości.
To rozlanie jest związane z nieoznacznością pędu przez zasadę
nieoznacznoności, jeśli chceilibyśmy mieć bardzo skupioną
paczkę falową, miałaby ona bardzo rozlazłe widmo - co widać
jak świecimy laserem o dobrze określonej długości fali - te
mają duzą długość koherencji.
> 1. Na ekranie rejestruje się jeden rozbłysk jednego fotonu, który
> przebył w tym samym czasie dwie różne odległości. Jak to wytłumaczyć?
Nie przebył różnych odległości, bo wtedy by nie zinterferował,
ta różnica jest poniżęj wspomnianej długośći koherencji.
To zresztą widać w samym eksperymencie, masz prążki na wprost szczelin,
ale już nie pod duzym kątem do nich, mimo, że warunek interferencyjny
jest tam taki sam.
Ani czas emisji, ani czas apsorpcji nie jest 'punktowy'. I tu znów mamy
nieoznaczoność, czas emisji jest powiązany z rozsmarowaniem widma
energetycznego. A w przypadku fotonu to tylko przeskalowana droga i pęd.
> 2. Jak się ma d=ct do d_A i do d_B, średnia? Jak z pomiarów i obliczeń d
> wygląda przejście fotonu/fali przez szczeliny - pomiędzy nimi?
Zmierzony czas przelotu obu drogami mieści się w widełkach dopuszczalnych
przez nieoznacznonosć czasu emisji/pochłonięcia (nie trzeba tego widzieć
w kategorii "nie wiemy kiedy", można zwyczajnie - to był rozciągły, nie chwilowy proces), które związane są z długością korelacji (rozlazłością
fotonu z danego źródła)
Jeśli wystąpła interferencja, to obie drogi muszą być takie, że czas
przeloty różnił się o niepewność dt od droga/c.
Jeśli drogi różnią się bardziej, fale się nie nałożą i interferencji
nie będzie, foton walnie tak jakby leciał jedną lub drugą - ale obszar, gdzie one w ten sposób mogą spaść najcześćeij jest _węższy_ niż obszar, gdzie
powstaje obraz intereferencyjny [porównaj obrazki z twojego linku
"Same double-slit assembly (0.7 mm between slits)..."]
więc w obszarze, gdzie interferencja się psuje, niezinterferowane fotony
mają b..małe prawdopodobieństwo pojawienia się, nie widzimy więc tego.
pzdr
bartekltg