13. Локализация электромагнитной энергии и импульса при помощи щелей и затворов.

Мы уже прибегали к затвору, как к способу образования волнового пакета, ограниченного во времени. Аналогично щель может служить средством ограничения волны в определенной области пространства. В соответствии с соотношением неопределенностей в этом случае можно ожидать, что если один квант проходит через щель шириной то его импульс делается неопределенным по крайней мере в пределах а если он проходит при открытом затворе за интервал времени то его энергия должна стать неопределенной по крайней мере в пределах

Мы вправе спросить: какой механизм создает эти неопределенности? Раньше всего заметим, что даже в классической теории

вследствие давления излучения допускается возможность передачи импульса от краев щели к волне и обратно. Аналогично движущийся затвор, который открывается и закрывается, совершает работу против давления излучения и может потому обмениваться энергией с электромагнитным полем. В классическом пределе этот обмен происходит по динамическому закону давления излучения, но в квантовой области взаимодействие должно состоять из дискретных переходов, которые нельзя ни предсказать, ни проконтролировать. Таким образом, возникает возможность неопределенных передач импульса и энергии.

Задача 6. Показать, что из-за дифракционных эффектов один квант, проходя через щель шириной приобретает неконтролируемым образом импульс являющийся следствием соотношения неопределенностей для этого случая. Показать также, что затвор, открытый в течение промежутка времени может передать кванту неконтролируемым образом энергию Подробно разобрать проявление корпускулярно-волнового дуализма в создании этой неопределенности.