Про интерференцию света

Аватар пользователя kvg1967

Я продолжаю тему о предрассудках.
В процессе обсуждения моей предыдущей статьи имел место спор между читателями, связанный с тем, что интерференция света, якобы, возможна только на поверхности материальных тел, а сами по себе фотоны друг с другом взаимодействовать не могут. Так как обсуждение этого вопроса ушло в область схоластики, предлагаю рассмотреть простейшие эксперименты.

Интерференция света – перераспределение интенсивности света в результате наложения (суперпозиции) нескольких световых волн. Это явление обычно характеризуется чередующимися в пространстве максимумами и минимумами интенсивности света. Конкретный вид такого распределения интенсивности света в пространстве или на экране, куда падает свет, называется интерференционной картиной.

Рассмотрим рисунок, изображающий классический опыт Юнга, когда свет интерферирует после прохождения через две щели в мембране:


В случае использования лазера в качестве источника света схема опыта упрощается: отпадает необходимость предварительно пропускать свет через еще одну щель.


Обратите внимание, что в результате интерференции волн наблюдателю будет казаться, будто свет исходит из точки, расположенной по середине между двумя щелями:


В школьных опытах для демонстрации дифракции и интерференции света иногда используют лазерные указки.
Лучик у школьных указок может быть тонким, поэтому вместо мембраны с щелями, которые в таком случае потребовалось бы прорезать очень близко друг к другу, используют тонкую проволочку (обычно диаметром около 0,1 мм). Интерференция в этом случае происходит за счет взаимодействия лучей, огибающих проволоку с двух сторон:


 

Наблюдателю кажется, что светится сама проволока.

Пример интерференционной картины, которая получается экране:


А теперь изменим схему эксперимента таким образом, чтобы рядом с той областью пространства, в которой происходит взаимодействие световых лучей, не было вещества. Возьмем двухстороннее лезвие для безопасной бритвы, аккуратно разделим его пополам при помощи кусачек, а затем сделаем из половинок лезвия клин, вклеив между ними медную проволочку толщиной 0,1 мм:

Для этого эксперимента подходит уже далеко не любая лазерная указка: луч должен быть достаточно широким, чтобы огибать изготовленный из бритвенных лезвий клин с обеих сторон.

Пример интерференционной картины:

Проблема заключается в том, что описанный выше эксперимент проводился в «домашних» условиях, и между половинками бритвенного лезвия присутствует воздух.

Вопрос к читателям: доводилось ли вам слышать об аналогичных экспериментах в вакууме?
Фотоны в данном случае взаимодействуют между собой напрямую или при помощи атомов, из которых состоят молекулы газов, образующих воздух?


А теперь ПРЕДУПРЕЖДЕНИЕ для тех, кто захочет проводить какие-либо опыты с лазерными указками.

Освоение любого нового дела включает три основных этапа:
1)    Скопировать чужое (как можно точнее).
2)    Внести в это чужое изменения и посмотреть, что получится.
3)    Создать свое.

При планировании опытов нужно учитывать следующее:
1)    Любые действия связаны с риском.
2)    Бездействие тоже может быть связано с риском.
3)    Эксперименты связаны с повышенным риском.

Основное правило техники безопасности: прежде, чем что-то сделать – подумайте!

Не направляйте лазер себе в лицо – если луч попадет в глаз, то может получиться, как в анекдоте:

Одноглазой девочке больше не интересно знать, кто живет в скворечнике!

Лазерные указки бывают всякие, в том числе и с большой мощностью излучения: поэтому опасность может представлять не только сам лазер, но и различные зеркальные поверхности, с которых отраженный луч может попасть в глаз.

При работе с лазерами рекомендуется использовать специальные защитные очки:

Цитаты из Википедии, статья «Безопасность лазеров»:

Безопасность лазеров – способы защиты биообъектов от факторов риска, связанных непосредственно с лазерным излучением. Лазер является устройством, представляющим повышенную опасность.

Даже лазеры самой малой мощности (несколько милливатт) могут представлять опасность для зрения. При попадании в глаз луч лазера фокусируется в пятно очень малых размеров, что может за доли секунды привести к ожогам сетчатки глаза, частичной или полной необратимой потере зрения.

Существует несколько классификаций опасности лазеров, которые, однако, весьма похожи. Ниже приведена наиболее распространенная международная классификация.
Класс 1. Лазеры и лазерные системы очень малой мощности, не способные создавать опасный для человеческого глаза уровень облучения. Излучение систем класса 1 не представляет никакой опасности даже при долговременном прямом наблюдении глазом. Во многих странах к классу 1 относятся также лазерные устройства с лазером большей мощности, имеющие надежную защиту от выхода луча за пределы корпуса.
Класс 2. Маломощные видимые лазеры, способные причинить повреждение человеческому глазу в том случае, если специально смотреть непосредственно на лазер на протяжении длительного периода времени. Такие лазеры не следует использовать на уровне головы. Лазеры с невидимым излучением не могут быть классифицированы как лазеры 2-го класса. Обычно к классу 2 относят видимые лазеры мощностью до 1 милливатта.
Класс 2a (в некоторых странах). Лазеры и лазерные системы класса 2, расположенные и закрепленные таким образом, что попадание луча в глаз человека при правильной эксплуатации исключено.
Класс 3a. Лазеры и лазерные системы с видимым излучением, которые обычно не представляют опасность, если смотреть на лазер невооружённым взглядом только на протяжении кратковременного периода (как правило, за счет моргательного рефлекса глаза). Лазеры могут представлять опасность, если смотреть на них через оптические инструменты (бинокль, телескоп). Обычно ограничены мощностью 5 милливатт. Во многих странах устройства более высоких классов в ряде случаев требуют специального разрешения на эксплуатацию, сертификации или лицензирования. Международные классы 2 и 3a примерно соответствуют российскому классу 2.
Класс 3b. Лазеры и лазерные системы, которые представляют опасность, если смотреть непосредственно на лазер. Это же относится и к зеркальному отражению лазерного луча. Лазер относится к классу 3b, если его мощность более 5 милливатт. В России примерно соответствуют классу 3.
Класс 4. Лазеры и лазерные системы большой мощности, которые способны причинить сильное повреждение человеческому глазу короткими импульсами (<0,25 с) прямого лазерного луча, а также зеркально или диффузно отражённого. Лазеры и лазерные системы данного класса способны причинить значительное повреждение коже человека, а также оказать опасное воздействие на легковоспламеняющиеся и горючие материалы.

Цитата из Википедии, статья «Лазерная указка»:

Обычные лазерные указки имеют мощность 1-5 мВт и относятся к классу опасности 2 – 3А и могут представлять опасность, если направлять луч в человеческий глаз достаточно продолжительное время или через оптические приборы. Лазерные указки мощностью 50-300 мВт относятся к классу 3B и способны причинить сильные повреждения сетчатке глаза даже при кратковременном попадании прямого лазерного луча, а также зеркально или диффузно отражённого.
 

Авторство: 
Авторская работа / переводика

Комментарии

Аватар пользователя Тигр Шрёдингера

поэтому вместо мембраны с щелями, которые в таком случае потребовалось бы прорезать очень близко друг к другу, используют тонкую проволочку (обычно диаметром около 0,1 мм). Интерференция в этом случае происходит за счет взаимодействия лучей, огибающих проволоку с двух сторон:

А взять дифракционную решетку нельзя? Например разодрав диск если нет "натуральной"?

Аватар пользователя kvg1967
kvg1967(2 года 1 месяц)

Нет, дифракционная решетка в данном случае совсем не годится в качестве примера.

Обсуждение моей прошлой статьи зациклилось как раз на вопросе о том, могут ли фотоны взаимодействовать между собой сами по себе, без участия атомов. А дифракционная решетка – это материальный объект.
 

Аватар пользователя Тигр Шрёдингера

А то что вы предлагаете, обьект не материальный? 

Да вам энергощит нужен :)

Аватар пользователя абра
абра(6 лет 4 месяца)

Обсуждение моей прошлой статьи зациклилось как раз на вопросе о том, могут ли фотоны взаимодействовать между собой сами по себе, без участия атомов.

Самый интересный вопрос - а может ли фотон взаимодействовать сам с собой?

(ответ -...!) 

Аватар пользователя просто пользователь

а может ли фотон взаимодействовать сам с собой?

Вообщем-то все опыты по интерференции именно к этому и сводятся. Нужно ли описывать почему? Для этого нужно понимать как работает лазер.

В лазере все фотоны одинаковые - нет возможности понять сколько раз он прошёл через активную среду отражаясь от зеркальных граней. Из-за этой неопределённости его свет и обладает такими уникальными свойствами. Что непонятно это один фотон сам с собой взаимодействует или разные фотоны. В лазере нет границы между фотонами, лазер выдаёт клоны одного и того же фотона.

Аватар пользователя абра
абра(6 лет 4 месяца)

Правильный ответ - Нет!

На то он и фотон - квант, то есть единица излучения, и сам с собою он не интерферирует.

В лазере нет границы между фотонами, лазер выдаёт клоны одного и того же фотона.

Правильнее сказать - точно такие же фотоны. Сленговое "клоны одного и того же фотона" не отражает правильной картины явления когерентного лазерного излучения.

Аватар пользователя Тигр Шрёдингера

А разве на изображении 2 и 4 не одно и тоже, что лазер (свет) огибающий проволку, что лазер огибающий лезвия?

Вопрос к читателям: доводилось ли вам слышать об аналогичных экспериментах в вакууме?

И причем тут ваккум/воздух у вас же фотоны об лезвия же "стукаются"?

Аватар пользователя kvg1967
kvg1967(2 года 1 месяц)

Изображение 4 отличается от изображения 2 тем, что интерференция лучей происходит не на поверхности проволоки и не на кромках лезвий, а в области между ними. К сожалению, проблему о взаимодействии фотонов таким образом окончательно разрешить не удается, так как в этой области присутствует воздух.

Аватар пользователя Тигр Шрёдингера

Интерференция якобы, возможна только на поверхности материальных тел

Лазер бьющийся об лезвия, для того чтоб он не бился об проволку :)

(Л-логика!)

и не на кромках лезвий

Доказательство...

Аватар пользователя kvg1967
kvg1967(2 года 1 месяц)

Свет кромки лезвий огибает (дифракция), а интерференция происходит в области между ними.

Аватар пользователя Тигр Шрёдингера

Это я знаю, а теперь вопрос

Чем это отличается от просто проволочки, кроме как чуть большими размерами (шириной)?

Аватар пользователя kvg1967
kvg1967(2 года 1 месяц)

Вопрос, который я решил поднять в данной статье, заключается в том, как экспериментально проверить возможность взаимодействия фотонов между собой. Возможно ли такое взаимодействие в вакууме, без участия атомов или электронов?

Интерференция происходит уже не на поверхности проволоки, а на некотором расстоянии от нее.

В принципе можно использовать и другие способы: в случае с двухщелевым опытом, например, проточить на мембране канавку в том месте, где происходит интерференция лучей.

Аватар пользователя Тигр Шрёдингера

Вопрос, который я решил поднять в данной статье, заключается в том, как экспериментально проверить возможность взаимодействия фотонов между собой.

А разве этот вопрос уже давно не решен?

Берете два луча света, пересекаете друг с другом и сравниваете их параметры по отдельности и вместе. Зачем вам посредник в лице дифракции и интерференции?

Аватар пользователя kvg1967
kvg1967(2 года 1 месяц)

Нет, вопрос до сих пор не решен, можете посмотреть обсуждение моей предыдущей статьи.

Аватар пользователя tiriet
tiriet(11 лет 2 месяца)

В обсуждении Вашей предыдущей статьи теоретик я обсуждал с практиком Dwarf-ом вопрос о том, что именно наблюдал Дварф во время интерференции всяко разно поляризованных пучков света и где в его установке происходило изменение свойств фотонов, а где- реакция пучков света с детектором. Он мне рассказывал результаты своих опытов, а я ему- теоретическое объяснение наблюданного им безобразия. Такое часто бывает между теоретиками и практиками- некоторые теоретические положения плохо укладываются в головах. селява.

Аватар пользователя tiriet
tiriet(11 лет 2 месяца)

вопрос взаимодействия фотонов между собой проверяется элементарно- берете луч лазера, и светите им в какой-нибудь детектор, берете второй лазер, и начинаете вторым лазером влиять на луч первого лазера, не затрагивая детектор. Если в детекторе Вы заметите какие-то изменения основного луча- поляризации, интенсивности, длины волны, частоты, направления или еще чего-то- то бинго, влияние фотонов на фотоны установлено. Если нет- то нет. Важно- если Вы вторым лучом начнете светить в сам источник первого луча, в частицы пыли на пути первого луча или еще куда-то, создавая отраженные фотоны второго луча или меняя работу источника первого луча- это не считается- это будет изменение не луча, а изменение работы источника или приемника.

При опытах по интерференции мы специально создаем два потока света- щель или проволочкой там, и на границах щели или проволочки за счет дифракции мы разворачиваем часть этих потоков так, чтобы они оба летели в детектор. И вот на детекторе уже наблюдаем результат прилета двух потоков света. И этот результат у нас зависит от когерентности там этих потоков, от разницы ходов и т.п. Но это в любом разе остается результатом воздействия упорядоченного потока фотонов, а не результатом изменения свойств самих отдельных фотонов. (поток упорядоченный потому что хотя бы когерентный- фазы фотонов не абы как раскиданы, а согласованы и упорядочены).

Аватар пользователя Тигр Шрёдингера

вопрос взаимодействия фотонов между собой проверяется элементарно...

Я это ему и предложил

Аватар пользователя kvg1967
kvg1967(2 года 1 месяц)

Я специально нарисовал дополнительную картинку для пояснения опыта Юнга: с точки зрения наблюдателя источник света оказывается между щелями, и из этой области в разные стороны идут прямые лучи.
То есть вначале некоторые фотоны поменяли направление движения в результате дифракции на щелях, а потом все фотоны поменяли направление движения в результате взаимодействия.
 

Аватар пользователя tiriet
tiriet(11 лет 2 месяца)

Вы на свои фотки-то сами поглядите- с точки зрения наблюдателя имеется целая линия разных источников света, и чем дальше от центрального- тем слабее источник! вот это вот кажется наблюдателю. и ключевой момент- кажется! нам свет тоже волной кажется. а он не волна. и не частица. Он дуализм, Копенгагенская интерпретация и ваще- квантовую физику могут освоить только самые толковые студенты и самые талантливые порнозвезды. Вы, как я понимаю, ни к той, ни к другой категории не относитесь.

Аватар пользователя kvg1967
kvg1967(2 года 1 месяц)

Экран можно перемещать, придвигая поближе или отодвигая подальше: лучи, создающие интерференционные максимумы на экране, исходят из одной области, находящейся между щелями.

В Википедии для опыта Юнга даже анимация есть, на ней это неплохо отображается.

Аватар пользователя tiriet
tiriet(11 лет 2 месяца)

1. Милейший, я своими ручками ставил опыты по интерференции в лаборатории, не один раз, Вы серьезно мне википедию в пример приводить собрались? не смешите.

2. Внимательно посмотрите на лучи- в опытах Юнга лучи- это концентрические окружности, расходящиеся от центров щелей. Интерференционные максимумы не исходят! они неподвижные! волны исходят, а максимумы- неподвижные. Они находятся! и да, Вы правы- первый интерференционный максимум всегда находится на оси между щелями. но он не исходит, он там стоит! и из-за этого наблюдателю кажется, что источник света находится между щелями. Если два боксера одновременно ударят Вас по голове справа и слева- Вам будет казаться, что ничего не было, понимаете. А уши будут болеть- потому на самом деле все-таки было. Так и с Юнгом. Кажется- что от оси, но на самом деле- от щелей.

Аватар пользователя kvg1967
kvg1967(2 года 1 месяц)

Ставить в пример Википедию – приходится.
Не верите Википедии – сами прорисуйте окружности еще раз.
Интерференционные максимумы расположены вдоль лучей, исходящих из области между щелями.

Аватар пользователя tiriet
tiriet(11 лет 2 месяца)

нет! только первый интерференционный максимум находится на луче, исходящем из центра между щелями. Все остальные максимумы находятся не на этом луче. И еще раз Вам повторяю- положение максимума- это положение максимума, оно никак не влияет на ход лучей, оно формирует кажущуюся картину. Вы когда себя в зеркале видите, Вы же не говорите, что раз мне кажется, что я там- за стеной- то я там и есть? Вы же понимаете, что Вам кажется, что Вы там, а на самом деле- Вы тут? так и с этими максимумами- наблюдателю кажется, что свет приходит откуда-то оттуда, но он приходит- от щелей. патамушта такая вот необычная физика.

Аватар пользователя Телеграфист

только первый интерференционный максимум находится на луче, исходящем из центра между щелями.

В общем случае это не совсем так. Если мы предполагаем, что дифракционное препятствие облучается когерентным светом, то луч после препятствия будет равен преобразованию Фурье от функции препятствия. Поэтому, если мы возьмем препятствие, амплитуда которого может принимать только значение 0 и +1, то будет так, как вы написали. Из свойств преобразования Фурье. Но если мы возьмем препятствие, которое может крутить фазу и иметь произвольную амплитудную функцию, то мы можем получить почти любой вид луча после препятствия. Фазированные антенные решетки именно так и работают.

Например, если мы заклеим одну щель  прозрачным диэлектриком, рассчитав его толщину так, что бы с учетом укорочения длины волны в диэлектрике,  фаза проходящего света сдвинулась на 180 град. относительно не заклеенной щели, то то по центру луча будет темнота. 

Комментарий администрации:  
*** Количество взбешенных собянинским беспределом растет в геометрической прогрессии (с) ***
Аватар пользователя tiriet
tiriet(11 лет 2 месяца)

Вы разберитесь, что значит термин "интерференция". Она не на расстоянии от проволоки происходит, она во всем объеме всей вселенной происходит. Принцип Гюйгенса-Френеля: каждая точка пространства, до которой дошла световая волна- является источником расходящейся сферической волны с той же частотой и фазой, что и дошедшая до нее. Суммарное световое поле является результатом сложения всех этих сферических волн от всего объема рассматриваемой системы. Эти волны интерферируют не на расстоянии от проволочки- они интерферируют абсолютно во всем объеме вашей установки, вместе с комнатой, в которой она расположена, а если из этой комнаты есть хоть одна дырочка наружу- то вместе со всей Вселенной, через эту дырочку видимой!

Главная фишка этого в том, что это все великолепно работает, пока мы не пытаемся понять, а что такое вообще- световая волна, что там колеблется и из чего она состоит. А когда начинаем разбираться в этих тонкостях- то выясняется, что это не просто абы какая волна, а обязательно- квантованая, обязательно- поляризованая, обязательно- со всякими дополнительными квантовыми приколюхами типа суперпозиций, возможных запутанных состояний и прочего. Но эти все приколюхи играют только на малых порциях света. На ооооооочень малых порциях. А на крупных пачках порций света- он прекрасно ведет себя как классические волны. Как толпа людей. Каждый в отдельности уникальный и неповторимый, а как толпой соберутся- так серое безликое стадо дебилов- всегда и везде одинаковое. Так и тут- фотоны сами по себе- особенные и все из себя квантовые, а как толпой соберутся- так волна волной.

Аватар пользователя tiriet
tiriet(11 лет 2 месяца)

интерференция не происходит на поверхности проволоки, она происходит во всем объеме системы, включая поверхность проволоки тоже! освещенность поверхности Вашей проволочки так же является результатом интерференции всех приходящих к ней волн от всех точек вторичного излучения, то есть, от всего объема экспериментальной установки :-) А воздух тут никак не мешает и не помогает- потому что он не взаимодействует с фотонами- не меняет их частоту, фазу, энергию и поляризацию. скорость меняет немного, но и то- ооочень слабо, на каких-то 0,3%

Аватар пользователя Тигр Шрёдингера

ТБ по лазерам знаем (только у нас лазеров большой мощности нет:(

Аватар пользователя kvg1967
kvg1967(2 года 1 месяц)

Из того, что вы знаете правила техники безопасности, никак не следует, что их помнят все читатели данной статьи.
А лазерные указки, повторяю, всякие бывают, в том числе и с мощностью излучения в несколько ватт.

Аватар пользователя Тигр Шрёдингера

Лазер из DVD R дисковода это уже 300-500 милливатт :]

Прекрасно поджигает спички, проверенно (1ватт это уже... хорошо)

Аватар пользователя kvg1967
kvg1967(2 года 1 месяц)

Вот потому-то на DVD-дисководы лепят такие же бумажки с предупреждениями об опасности лазерного излучения для глаз, что и на указки. Только места на корпусе дисковода больше, чем на поверхности указки, поэтому шрифт крупнее и предупреждение можно прочитать без лупы.

Аватар пользователя Тигр Шрёдингера

Ну там так и написано "Laser 3"

Аватар пользователя Alex Arx
Alex Arx(8 лет 4 месяца)

Как известно, электромагнитное поле характеризуется силовами линиями, кои можно наблюдать на любой диэлектрической поверхности с насыпанными на неё металлическими опилками.

Майкл Фарадей догадался, что эти силовые линии есть ничто иное, как сечения эквипотенциальных поверхностей, которыми можно заполнить любой объём. Через небольшие промежутки, естественно. И величина этих промежутков зависит от... размеров металлических опилок, то есть, чем мельче опилки, тем ближе будут располагаться друг к другу эквипотенциальные поверхности поля.

И если мы возьмём вместо опилок, например... эмм... да вот, хотя бы электроны, то расстояние между эквипотенциальными поверхностями будет равно... будет равно... впрочем, все желающие могут самостоятельно это посчитать.

Таким образом, фотон представляет из себя, ни больше-ни меньше, как колебания этих поверхностей. Поперечные колебания. Которые мы можем заметить, поместив туда пробное тело. Да тот же самый электрон. И с помощью оптической системы можно изменять направленность и ширину колеблющейся области... 

Ну-с, вот такими будут стартовые условия для дальнейшего обсуждения этой темы. Или, как принято говорить в нашей среде квантовых физиков-механиков, перетереть тему. Тёрки, если совсем уж коротко. 

Забить стрелку и перетереть тему. )

Аватар пользователя kvg1967
kvg1967(2 года 1 месяц)

Вы так витиевато выражаетесь, что я ничего не понял.

Вопрос, который я решил поднять в данной статье, заключается в том, как экспериментально проверить возможность взаимодействия фотонов между собой. Возможно ли такое взаимодействие в вакууме, без участия атомов или электронов?

Аватар пользователя Alex Arx
Alex Arx(8 лет 4 месяца)

Естественно, возможно. Материя состоит не только из атомов и частиц. Квантовомеханические поля не менее реальны, чем все эти пресловутые атомы и электроны.)

Аватар пользователя kvg1967
kvg1967(2 года 1 месяц)

Проблема заключается в том, что это нужно как-то экспериментально доказать.
Иначе, как показывает обсуждение моей предыдущей статьи, возникают бесконечные споры.

Скрытый комментарий Повелитель Ботов (без обсуждения)
Аватар пользователя Повелитель Ботов

Перспективный чат детектед! Сим повелеваю - внести запись в реестр самых обсуждаемых за последние 4 часа.

Комментарий администрации:  
*** Это легальный, годный бот ***
Аватар пользователя Alex Arx
Alex Arx(8 лет 4 месяца)

Разве коллега Тириет отрицает материальность электромагнитного поля?)

Аватар пользователя kvg1967
kvg1967(2 года 1 месяц)

Я так понял, что проблема заключается не в этом.

Существует твердо укоренившийся предрассудок, что фотоны сами по себе друг с другом не взаимодействуют.

При этом в последнее время в Интернет активно обсуждаются так называемые «спутанные» фотоны. То есть спутываться они могут, а взаимодействовать почему-то не могут.

Аватар пользователя tiriet
tiriet(11 лет 2 месяца)

это не предрассудок! это экспериментально наблюдаемый факт! и что характерно- он и экспериментально наблюдается, и из теории электромагнитных полей вытекает расчетно. Про "спутываться"- ой не лезьте туда- там вообще все сложно и с Вашим отношением к точности формулировок не то что ловить нечего- даже нюхать нельзя. Спутываются они, кстати, тоже только в момент рождения и никак иначе.

Аватар пользователя Vneroznikov
Vneroznikov(12 лет 5 месяцев)

Ну, как я в прошлом обсуждении отметил - взаимодействие фотона с фотоном таки возможно и даже было обнаружено экспериментально. Но для этого нужна энергия не этих ваших жалких лазеров, а Большого Адронного Коллайдера. На бытовом уровне можно даже не пытаться.

Аватар пользователя Alex Arx
Alex Arx(8 лет 4 месяца)

Есть такой школьный эксперимент. На лист текстолита устанавливаются два электрических заряда (в виде противоположно заряженных электродов, естественно).

Между ними насыпаются мелкие опилки, представляющие собой продолговатые заряженные частицы, у которых на одном конце (-), а на другом конце (+). И вот, стоит только опустить рубильник, как в тот же миг беспорядочная куча опилок начинает стройными рядами выстраиваться вдоль силовых линий электрического поля.

Это если ток постоянный. Ежели же ток переменный, то эти линии приобретают синусоидальную форму... и постоянно извиваются.

Нечто подобное можно наблюдать и в случае одиночных фотонов... )

Аватар пользователя Vneroznikov
Vneroznikov(12 лет 5 месяцев)

А спутываются фотоны вовсе не при взаимодействии друг с другом. А при порождении их общим "родителем".

Аватар пользователя tiriet
tiriet(11 лет 2 месяца)

что интерференция света, якобы, возможна только на поверхности материальных тел, а сами по себе фотоны друг с другом взаимодействовать не могут.

Опаньки, вот нельзя так врать нагло и беспринципно. Спор был о том, где и как могут меняться свойства фотонов! интерференция- это явление, при котором наблюдается воздействие фотонов на вещество, и описывается эта интерференция очень даже хорошо обычной классической волновой физикой- как сложение векторов амплитуд колебаний. Однако, волновая классическая физика- это приближенная модель, не учитывающая ряд нюансов, а именно- квантовую природу света. И вопрос был о том, взаимодействуют ли фотоны друг с другом при интерференции. Я отстаивал точку зрения, что фотоны друг с другом не взаимодействуют, а интерференция проявляется только при взаимодействии складывающихся пучков света с материальными частицами. И что любые изменения свойств самих фотонов происходят только при взаимодействии этих фотонов с веществом. Они рождаются в лазерах на молекулах возбужденных газов, они отражаются на материальных частицах зеркал, они поглощаются материальными частицами фотопластинки или детектора, и вот при этих процессах мы и видим взаимное какое-то возможное влияние фотонов, но не просто друг на друга- а взаимное влияние двух фотонов и чего-то материального. Без этого материального никакого взаимодействия фотонов нет. Но результаты взаимодействия потока фотонов с веществом очень хорошо описываются классической волновой физикой, в рамках которой при сложении волн меняются параметры самих волн, правда, тоже- параметры волн меняются только локально- то есть, амплитуда колебаний чего-либо в точке представляется как сумма двух волн, сами волны при этом остаются совершенно неизменными.

что касается Вашего вопроса

Вопрос к читателям: доводилось ли вам слышать об аналогичных экспериментах в вакууме?
Фотоны в данном случае взаимодействуют между собой напрямую или при помощи атомов, из которых состоят молекулы газов, образующих воздух?

фотоны в данном случае взаимодействуют без помощи атомов, они взаимодействуют С АТОМАМИ! с атомами Вашего детектора- будь это фотопластинка, ПЗС-матрица цифровой камеры или колбочки и палочки Вашего глаза. И когда два фотона в противофазе летящие под разными углами вдруг одновременно прилетают в молекулу детектора и пытаются этой молекулой поглотиться- они не могут этого сделать, потому что в этот момент условно "мешают" друг другу, и обнуляют интенсивность воздействия. Отразиться- могут, а поглотиться- нет. А когда два таких же фотона прилетают в молекулу детектора в фазе- они оба поглощаются этой молекулой, и удваивают интенсивность воздействия (интенсивность в данном случае- это погонная мощность поглощаемого излучения, в Вт/м2).  Когда прилетают со сдвигом фазы- тогда вероятность поглощения плавает между нулем и максимумом где-то. А суммарный результат этого воздействия в большом ансамбле фотонов великолепно описывается классической волновой оптикой в геометрическом приближении. Вы не путайте "схоластику" и точность формулировок и процесс согласования формулировок- это разное, хотя и очень похожее. Это как в матанализе- там в каждой теореме "тогда" и "тогда и только тогда"- принципиально разные формулировки, хотя с бытовой точки зрения- ну подумаешь, разница то- два слова добавили.

Про эксперименты в вакууме: лично мне о подобных эксперимента в вакууме слышать не доводилось. и читать тоже не доводилось, и вообще- я никогда и нигде упоминания таких экспериментов не видел.

Аватар пользователя kvg1967
kvg1967(2 года 1 месяц)

Ладно, попробуем разделить два процесса: взаимодействие фотонов друг с другом в некоторой области пространства и взаимодействие фотонов с экраном, на котором в результате отображается интерференционная картина.

Меня интересует первое из указанных взаимодействий. Могут ли с вашей точки зрения фотоны взаимодействовать в некоторой области пространства, если там глубокий вакуум?

Аватар пользователя Тигр Шрёдингера

А как мы это зафиксируем если они перманентно взаимодействуют с самим детектором?

Аватар пользователя tiriet
tiriet(11 лет 2 месяца)

по результатам определения параметров пучка света после воздействия на него, например!

как мы узнаем, что пучок электронов взаимодействует с другим пучком электронов? пускаем один рядом со вторыми, видим отклонение обоих, причем, отклонение мы видим уже после того, как пучки пролетели область своего пересечения и взаимодействия. и понимаем- даааа, электроны, пролетая рядом друг с другом- повлияли на соседей, скорость им повернули, энергию им поменяли. Однако, было.... Пучки света- прошли зону интерференции- и никаких следов не осталось- летят себе дальше, как ничего не было. а раз ходит как утка, крякает как утка и выглядит, как утка- то это манок. шутка.

Аватар пользователя Тигр Шрёдингера

Этот способ я знаю

 по результатам определения параметров пучка света после воздействия на него

Я не так сказал, хотел про вот это

попробуем разделить два процесса: взаимодействие фотонов друг с другом в некоторой области пространства и взаимодействие фотонов с экраном, на котором в результате отображается интерференционная картина.

Короче ворон меня заразил

Аватар пользователя kvg1967
kvg1967(2 года 1 месяц)

Физическое явление может происходить в одной области пространства, а наблюдатель или регистрирующее устройство – в другой. Не путайте, пожалуйста, само явление и процесс его регистрации.

Аватар пользователя tiriet
tiriet(11 лет 2 месяца)

Именно! Вам об этом и говорят! что явление может происходить в одной точке, а его последствия- наблюдаться в другой. Но если последствия в другой точке не наблюдаются- то значит явления не было! у нас все явления- это какие-то наблюдаемые последствия. Нет последствий- нет явления. С интерференцией- если есть два пучка и детектор в зоне интерференции- то есть последствия. Если детектор не в зоне интерференции- то нет последствий. Значит, явление завязано на присутствие детектора в зоне интерференции! Л-логика! пускаем два плоских когерентных пучка света под небольшим углом- и в зоне пересечения видим интерференционные полосы- на детекторе видим! а за зоной пересечения- не видим ничего. Какой мы из этого должны сделать вывод? с бритвой Оккама и всеми причиндалами научного метода?

Аватар пользователя Тигр Шрёдингера

что явление может происходить в одной точке, а его последствия-​ наблюдаться в другой.

Я это хотел сказать

Страницы