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 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
|