Световые волны и световые фотоны мысленный эксперимент

Вы когда-нибудь наблюдали фотоны?

Да, хотя, вероятно, не по той причине, по которой вы думаете.

Вот как выглядит волна, которую вы генерируете. Я включил косинусоидальную волну для справки:

Таким образом, вы все еще генерируете волну, но она имеет форму, отличную от косинусоидальной волны. Но любую волну можно выразить в виде суммы синусов и косинусов, разложив ее в ряд Фурье . Итак, если мы назовем ваш сигнал$S$расширение будет:

где числа$a_n$являются константами (на самом деле общее выражение более сложное, чем это, но я упростил его, предположив, что ваш сигнал симметричен относительно$t = 0$). Таким образом, вы фактически передаете сумму волн с частотами, кратными вашей базовой частоте.$\omega$. Другими словами, вы посылаете поток фотонов с разными энергиями.

Я подозреваю, что вы хотите сказать, что фотон — это частица, подобная крошечному бильярдному шару, и если вы передаете только половину волны, как вы можете передать половину фотона? Главное помнить, что фотон — это квантовый объект, поэтому он делокализован и не имеет четко определенного положения. Фактически фотоны рассредоточены по всей длине излучаемого вами волнового луча, и нет никакой корреляции между положением фотона и длиной волны сигнала. В этом случае, когда вы посылаете серию полуволн, фотоны фактически состоят из суммы всех полуволн.