Пред.
След.
Макеты страниц
Распознанный текст, спецсимволы и формулы могут содержать ошибки, поэтому с корректным вариантом рекомендуем ознакомиться на отсканированных изображениях учебника выше Также, советуем воспользоваться поиском по сайту, мы уверены, что вы сможете найти больше информации по нужной Вам тематике ДЛЯ СТУДЕНТОВ И ШКОЛЬНИКОВ ЕСТЬ
ZADANIA.TO
1.2.3. Квантовомеханическое понятие спина фотонаВ классической оптике для описания поляризации света используется представление о колебаниях вектора электрического поля волны. Выясним, как интерпретировать состояние поляризации, исходя из характеристических свойств фотонов. С этой целью рассмотрим возможные спиновые состояния фотонов. Существуют некоторые ограничения, налагаемые на понятие спина фотона. Полный угловой момент Вообще говоря, если частица со спином 1 обладает хорошо определенным импульсом Существенно отметить, что два состояния фотона со спином вверх или вниз по отношению к вектору
Компоненту спина в направлении распространения обычно называют спиральностью, и мы будем говорить о состояниях фотона с В соответствии с классическим описанием, когда пучок света с круговой поляризацией направляется на мишень, электроны мишени приходят в круговое движение под действием вращающегося электрического поля падающей волны. Следовательно, по-видимому, должна существовать взаимосвязь между поляризованной по кругу световой волной и фотонами в состояниях с определенным угловым моментом. Действительно, как показано в квантовой электродинамике, фотоны с определенной спиральностью связаны с состояниями левой и правой круговой поляризации. К сожалению, соответствующие обозначения не являются общепринятыми, и мы примем следующее соглашение. Будем обозначать вектор поляризации и состояние фотонов со спиральностью Аналогично при Заметим, что в классической оптике обычно принимается противоположное соглашение. Именно, свет с положительной (отрицательной) спиральностью считается обладающим левой (правой) круговой поляризацией. Во избежание этой неоднозначности мы будем всегда использовать обозначение состояний с помощью спиральностн. Тогда векторы
а для соответствующих состояний
[см., например, Мессиа (Messiah, 1965)] ). Состояния с определенной спиральностью особенно удобно использовать в качестве базисных
Существует тесная формальная аналогия между фотонами и частицами со спином 1/2. Поскольку имеются только два возможных значения спиральностн
В этом представлении чистое состояние общего вида (1.2.9) описывается вектором-столбцом
а сопряженное ему состояние — вектором-строкой
Например, состояние пучков света, полностью линейно-поляризованных соответственно вдоль осей х и у, находим, обращая выражение (1.2.9):
Интерпретация этих состояний, получаемых путем линейной суперпозиции, аналогична данной в разд. 1.1.4. В качестве другого примера рассмотрим пучок фотонов, приготовленных в чистом состоянии
|
1 |
Оглавление
|