Поляризация света является волновой концепцией или применима и к фотонам?

У меня очень принципиальный вопрос. Мы объясняем поляризацию света, предполагая волновую природу света. Будет ли это по-прежнему действительным, если мы примем свет как фотоны? Или, другими словами, поляризация является волновой концепцией или применима и к отдельным фотонам?

Может быть, это моя неправильная концепция! Я чувствую некоторую путаницу здесь.

Вполне возможно! Попробуйте поискать по спиральности

Ответы (1)

Фотоны - частицы спина 1 . В квантовой механике измерение спина такой частицы может дать три результата: + ℏ , 0 или − ℏ . Однако фотон является частным случаем, поскольку его масса равна 0 а квантовая теория поля исключает это значение для безмассовых частиц, так что оно может быть только + ℏ или − ℏ . Более того, этот спин можно измерить только в направлении распространения, поэтому он получил название спиральности. Две спиральности фотона соответствуют круговой поляризации света.

Хорошо. Так, при прохождении неполяризованного света через поляризатор согласно волновой концепции колебания электрического поля замыкаются в одной плоскости. Как мы можем объяснить это с помощью концепции фотона? Не могли бы вы объяснить немного больше? Спасибо.
Кроме того, какова спиральность неполяризованного света?
@альбедо. Неполяризованного света не существует на фотонном уровне. Это макроскопическое понятие. Неполяризованный свет состоит из равномерного распределения всех поляризованных состояний. Тем не менее, если вы хотите понять это с точки зрения фотонов, вы должны думать о большом количестве фотонов с левой и правой спиралью в одинаковом количестве и с однородно распределенными фазами.
@V.Rossetto На самом деле вы можете понять деполяризацию на уровне одного фотона: фотон находится в смешанном состоянии, определяемом матрицей плотности. Я на самом деле думаю, что квантовое описание деполяризации намного проще, чем классическое: ваш комментарий к описанию ансамбля также элегантен и является отличным способом думать о деполяризованном свете. Когда вы хотите понять это с точки зрения классических волн, это становится довольно тернистым — та же проблема с частично когерентным светом (который также имеет более чистое квантовое описание), и Борн и Вольф посвятили классическому описанию целую главу.
@V.Rossetto Кстати, чуть не забыл +1! Кроме того, описание матрицы плотности для фотона в смешанном состоянии эквивалентно определению его параметров Стокса, см. мой ответ здесь physics.stackexchange.com/a/92176/26076 , если вам интересно.
@Стержень. Спасибо за эту идею. Матрица плотности имеет разную интерпретацию в классической и в квантовой физике. В классической физике он описывает набор фотонов , состояния которых распределены. В квантовой физике это также можно рассматривать как описание одного фотона в суперпозиции состояний.
Поляризация света является волновой концепцией или применима и к фотонам?
СпросиСетьПолитика конфиденциальности1y, 0v