§ 3. КОГЕРЕНТНОСТЬ И СООТНОШЕНИЕ НЕОПРЕДЕЛЕННОСТЕЙ
Пусть оператор Гамильтона действует на функцию Получаем уравнение Шредингера
Здесь собственные значения гамильтониана поля, а
Величины являются собственными функциями гамильтониана осциллятора [см. формулу (36.16)]:
Используя определенные выше операторы рождения и аннигиляции, можно записать
Операторы в отличие от операторов и — не эрмитовы, а эрмитово-сопряженные; — оператор числа фотонов:
Уравнение движения для величин и которое следует из гамильтониана (36.30), формулы Гейзенберга для произвольного оператора А
свойства
а также соотношения
имеет вид
Если обозначить оператор фазы осциллятора через то в фазовом представлении операторы аннигиляции и рождения принимают вид
Смысл оператора определяется формулой Можно также убедиться в справедливости следующего соотношения:
которое выполняется, если
Из теории квантовомеханических операторов следует, что если коммутатор операторов А и В равен
то неопределенности физических величин, представленных с помощью этих операторов, связаны следующими соотношениями:
где флюктуация
Теперь из уравнения (36.34) получаем
Положим
Тогда (36.35) принимает вид
Следовательно, с квантовомеханической точки зрения когерентность электромагнитного поля ограничена в том смысле, что фиксация энергии осциллятора, описывающего это поле, приводит в соответствии с соотношением (36.36) к неопределенности фазы. Это соотношение является следствием некоммутативности оператора фазы и оператора числа фотонов.