Имеют ли испускаемые фотоны четко определенную частоту или просто разброс в соответствии с HUP?

Я прочитал этот вопрос:

Сохранение энергии при обмене фотонами между двумя атомами

где Куршал Шах в комментарии говорит:

Согласно соотношению неопределенности энергия-время, излучаемый фотон имеет не определенную энергию, а разброс. Это тоже нужно учитывать.

Нет четко определенной частоты для волнового пакета?

где Бен Кроуэлл говорит:

Скажем, изолированный атом испускает фотон. Возбужденное состояние в атоме имеет некоторое время жизни τ. Из-за соотношения неопределенности энергия-время это дает возбужденному состоянию некоторую неопределенность в энергии δE ~ h / τ (не то же самое, что ΔE, которое представляет собой разницу в энергии между атомными состояниями). Тогда фотон имеет ту же неопределенность в своей энергии δE, что соответствует неопределенности в частоте. Фотон не находится в собственном состоянии энергии. Да, когда вы измеряете энергию фотона, вы получаете случайный результат. Однако существует квантово-механическая корреляция между этой энергией и энергией атома, так что энергия точно сохраняется (не просто статистически, а в среднем).

Теперь энергия должна быть сохранена в замкнутой системе QM.

В физике и химии закон сохранения энергии утверждает, что полная энергия изолированной системы остается постоянной; говорят, что он сохраняется с течением времени.

https://en.wikipedia.org/wiki/Conservation_of_energy

Но если энергия излучаемого фотона имеет некоторую неопределенность в соответствии с КМ, но энергетические уровни испускающего атома являются определенными энергетическими уровнями, возбужденным и основным состоянием, то разница между энергетическими уровнями должна быть определенным энергетическим уровнем, который должен быть энергетический уровень фотона.

Вот если я обнаружу (наблюдаю, поглотлю) этот фотон, то получу определенную частоту, собственное значение. Чего я не понимаю, так это почему источник фотона, то есть излучающий атом, имеет определенную разницу энергетических уровней между возбужденным и основным состоянием.

  1. что дает определенную разницу уровней энергии

  2. испускаемый фотон должен иметь этот конкретный энергетический уровень, поскольку электрон потерял эту конкретную кинетическую энергию, чтобы перейти с возбужденного на основной уровень.

  3. но вопросы говорят, что у фотона есть неопределенность в его энергетическом уровне

  4. когда я обнаруживаю (наблюдаю, поглощаю) этот фотон, я получаю определенное собственное значение

Вопрос:

  1. Имеет ли фотон четко определенную частоту или нет?
Все уровни атомной энергии имеют неопределенность, для сохранения, возможно, мой ответ здесь поможет physics.stackexchange.com/q/489691
Вы действительно — *действительно* — должны прочитать эссе Лэмба «Антифотон». Слово «фотон» не имеет однозначного фиксированного значения во всех контекстах, и есть несколько правильных ответов на вопросы, подобные этому, до тех пор, пока вы не определите, о каком значении вы хотите говорить.

Ответы (1)

Не уверен насчет определения фотона (эта часть меня тоже смущает), но вот что я понимаю о сохранении энергии в таких сценариях: если фотон излучается в некоторой суперпозиции энергий, распределенных в соответствии с некоторым ф ( е ) (предполагаю дискретную энергию) тогда совместная система фотона и излучающего атома должна описываться запутанным состоянием

| ψ ⟩ "=" ∑ е ф ( е ) | е ⟩ п час о т о н | Е − е ⟩ а т о м
где Е - начальная энергия атома (при условии, что он находился в собственном энергетическом состоянии), а кеты в сумме - это собственные энергетические состояния. Затем, когда измеряется энергия фотона, и атом, и фотон коллапсируют в постоянное энергосберегающее состояние продукта. Для фотона нет смысла находиться в энергетической суперпозиции, в то время как атом находится в собственном энергетическом состоянии.

Имеют ли испускаемые фотоны четко определенную частоту или просто разброс в соответствии с HUP?
СпросиСетьПолитика конфиденциальности1y, 0v