Если у фотона есть энергия , мы знаем, что он имеет угловую частоту . Если атом имеет энергетическую щель между его основным и первым возбужденным состоянием, мы знаем, что если атом находится в суперпозиции , то волновая функция колеблется с угловой частотой . Мы также знаем, что если мы хотим поглотить/испустить фотон с энергией , нам нужен атом с энергетической щелью .
Является ли тот факт, что эти частоты равны совпадением, или есть какая-то причина, по которой мы должны ожидать, что частота колебаний волновой функции атома будет иметь ту же частоту, что и фотон, который он испускает/поглощает? Имейте в виду, что когда мы обычно думаем об излучении/поглощении, мы думаем об атоме как о переходе от к или наоборот; мы обычно не думаем об атоме как о находящемся в суперпозиции с самого начала. Получается, что фотон не должен «знать» о частоте колебаний атома.
Предполагая, что под «колебанием волновой функции» вы подразумеваете, что состояние развивается во времени с относительной фазой как , это действительно «случайность», потому что, учитывая энергию, как еще вы собираетесь получить из нее частоту в квантовой механике, если не делением на ? Может быть какой-то числовой фактор, но неясно, откуда он должен браться, и в этом общем случае нет никаких других величин, которые мы могли бы использовать. Кроме того, физический смысл частоты волновой функции в связи со светом довольно неясно.
Для малых напряженностей и энергий поля обычно хорошо рассматривать электромагнитное поле как классический фон, с которым взаимодействует квантовая система.
В случае двухуровневого атома взаимодействие с (когерентным) падающим светом является стандартным случаем управляемых колебаний Раби . Дело не в том, что резонансная частота Раби , скорее это где это электрическое поле и дипольный момент перехода . Таким образом, частота атома, которая на самом деле имеет какое-то отношение к взаимодействию света, не обязательно должна быть такой же, как .
user_na