Фо­то­ны и по­лу­плос­кость

Опыт ра­бо­ты с ин­тер­фе­ро­мет­ра­ми по­ка­зы­ва­ет, что даже при ра­бо­те на длин­ных ди­стан­ци­ях ин­тер­фе­рен­ция есть. Лучи рас­плы­ва­ют­ся в диа­мет­ре до де­сят­ков сан­ти­мет­ров, ста­но­вят­ся очень туск­лы­ми, но ин­тер­фе­ри­ру­ют, гады. 

 Ве­че­ром по­го­во­рим.)

у Вас некор­рект­ная по­ста­нов­ка экс­пе­ри­мен­та. Во пер­вых, эл­лип­ти­че­ская форма пят­ныш­ка опре­де­ля­ет­ся эл­лип­ти­че­ским се­че­ни­ем луча, вы­хо­дя­ще­го из ла­зер­но­го диода-​ это осо­бен­ность имен­но фи­зи­ки ге­не­ра­ции из­лу­че­ния в тон­кой плен­ке pn-​перехода. Плен­ка очень тон­кая, и не очень ши­ро­кая, вы­ход­ной пучок как раз из-за ди­фрак­ции очень быст­ро рас­хо­дит­ся пер­пен­ди­ку­ляр­но плос­ко­сти пе­ре­хо­да и для его фо­ку­си­ров­ки нужна линза, на вы­хо­де из линзы как раз по­лу­ча­ет­ся эл­лип­ти­че­ский пучок. во-​вторых- Вы пы­та­е­тесь ди­фрак­ци­он­ные пики от тол­сто­го ши­ро­ко­го пучка ло­вить на экране ка­ме­рой те­ле­фо­на с ПЗС-​матрицей и аппаратно-​программным сгла­жи­ва­ни­ем изоб­ра­же­ния. Лично Вам эта ин­фор­ма­ция ни к чему, но необ­ра­зо­ван­ным чи­та­те­лям надо знать, что от ши­ро­ко­го пучка из­лу­че­ния, вы­хо­дя­ще­го из ла­зер­но­го диода эти ди­фрак­ци­он­ные пики будут до­воль­но близ­ко, слег­ка дро­жать и до­воль­но сла­бы­ми, по­это­му ПЗС-​матрица и ал­го­рит­мы об­ра­бот­ки изоб­ра­же­ний с нее об­ну­лят сла­бые сиг­на­лы от пиков и оста­вят толь­ко очень мощ­ный сиг­нал от ос­нов­но­го пятна. Кроме того, рас­се­я­ние из­лу­че­ния на эле­мен­тах оп­ти­че­ской си­сте­мы ка­ме­ры даст до­пол­ни­тель­ную за­свет­ку, крат­но пре­вы­ша­ю­щую ожи­да­е­мый от ди­фрак­ции сиг­нал, что, кста­ти, и видно на при­ве­ден­ных фотках-​ когда сиг­нал был силь­ный на пер­вом фото- по цен­тру видим пе­ре­све­чен­ную об­ласть, где ПЗС-​ка за­ря­ди­лась до пре­де­ла, два бо­ко­вых ди­фрак­ци­он­ных луча- где ПЗС вы­да­ла нор­маль­ный сиг­нал, а его потом филь­тры за­гла­ди­ли, и неболь­шое еще круг­лое гало- от рас­се­я­ния на лин­зах и на пыли воз­ду­ха. а на по­след­ней фотке видим ос­нов­ное пятно от оваль­но­го луча указ­ки, где ПЗС-​ка едва на­бра­ла фо­тон­чи­ков для того, чтобы вы­дать сиг­нал, и ни­ка­ких бо­ко­вых лучей-​ по­то­му что там сиг­нал слиш­ком сла­бый, ПЗС-​ка по­счи­та­ла его шумом, и убра­ла, а потом еще и филь­тры про­шлись, и тоже за­гла­ди­ли сиг­нал, а потом еще jpg-​кодирование сла­бые ком­по­нен­ты сиг­на­ла вы­ки­ну­ло нафиг. не надо так де­лать экс­пе­ри­мен­ты. Бе­ри­те этот же лазер, пус­кай­те его пучок через тон­кую дырку в фоль­ге (от игол­ки, на­при­мер), чтобы по­лу­чить тон­кий ко­гер­рент­ный круг­лый пучок, а этот пучок уже пус­кай­те на лез­вие бритвочки-​ тогда будут хо­ро­шо раз­не­сен­ные ди­фрак­ци­он­ные мак­си­му­мы с при­ем­ле­мой для на­блю­де­ния гла­зом ин­тен­сив­но­стью. Их и сфо­тать можно будет на боль­шой вы­держ­ке.

И еще- на малых токах ла­зер­ный диод пе­ре­ста­ет ра­бо­тать как лазер. ге­не­ра­ция сры­ва­ет­ся, и он пре­вра­ща­ет­ся в про­стой туск­лый све­то­ди­од. даже мо­но­хром­ность исчезает-​ спектр расползается-​ по­это­му там во­об­ще с на­блю­де­ни­ем ди­фрак­ции непо­нят­ное будет.

Изу­че­ние ди­фрак­ции ла­зер­но­го из­лу­че­ния вхо­дит в про­грам­му курса "Фи­зи­ка", всех тех­ни­че­ских ВУЗ-​ов стра­ны. 

К при­ме­ру: http://opprib.ru/main/labor/pdf/metodika/physic/010502.pdf

А между тем вы­яс­ни­лось, что луч света – это не еди­ная волна, а со­во­куп­ность фо­то­нов.

Это не вы­яс­ни­лось. Это мо­дель. Так стали опи­сы­вать свет в кван­то­вой элек­тро­ди­на­ми­ке. При­том кван­ту­ет­ся толь­ко по­пе­реч­ное поле, про­доль­ное нет, а ста­ти­че­ское тем более. С этим опи­са­ни­ем много про­блем, как и самой КЭ (Ко­ся­ки и глюки кван­то­во­го леса). Так, на­при­мер, до сих пор тол­ком нет вол­но­вой функ­ции фо­то­на, а сле­до­ва­тель­но и о фо­тоне как ча­сти­це можно го­во­рить толь­ко тогда, когда он по­гло­ща­ет­ся или ис­пус­ка­ет­ся.

Я про­дол­жаю тему о пред­рас­суд­ках в со­вре­мен­ной фи­зи­ке.

Кто Вы? Рас­ска­жи­те о себе, как уче­ном? 

Для того, чтобы по­лу­чить ин­тер­фе­рен­ци­он­ную кар­ти­ну от "пря­мо­ли­ней­но­го края по­лу­плос­ко­сти", необ­хо­ди­мо иметь ПЛОС­КУЮ пе­ри­о­ди­че­скую струк­ту­ру, с ко­то­рой из­лу­че­ние будет вза­и­мо­дей­ство­вать, на про­тя­же­нии несколь­ких де­сят­ков длин волн из­лу­че­ния, хотя бы на про­тя­же­нии 0,1 мм. У за­то­чен­но­го края брит­вы такой плос­ко­сти нет. Грубо го­во­ря, нет ди­фрак­ци­он­ной ре­шёт­ки.

О сколь­ко нам от­кры­тий чуд­ных го­то­вит  про­све­ще­нья  незна­нья дух

После от­кры­тия фо­то­нов в на­ча­ле XX века объ­яс­не­ния яв­ле­ний ди­фрак­ции и ин­тер­фе­рен­ции света оста­лись ста­ры­ми, та­ки­ми, ко­то­рые да­ва­ла вол­но­вая оп­ти­ка XIX века.
А между тем вы­яс­ни­лось, что луч света – это не еди­ная волна, а со­во­куп­ность фо­то­нов.

Вроде бы Вы пра­виль­но на­ча­ли с того, что ста­ти­сти­че­ские(ли­ней­ные,глад­кие) за­ко­ны к лучу света не при­ме­ни­мы.

В одной из преды­ду­щих ста­тей я под­ни­мал во­прос о раз­ме­рах фо­то­нов. До сих пор экс­пе­ри­мен­та­то­ры из­ме­ря­ли толь­ко «тол­щи­ну» фо­то­на и в на­сто­я­щее время при­ня­то счи­тать, что она огра­ни­че­на дли­ной волны. На­сколь­ко фотон длин­ный – никто не знает.

И всё равно пы­та­е­тесь к фо­то­ну при­ме­нить ста­ти­сти­че­ские за­ко­ны, а не кван­то­вые.

У фо­то­на нет ни тол­щи­ны, ни про­чих раз­ме­ров. Это квант энер­гии и он под­чи­ня­ет­ся толь­ко прин­ци­пам неопре­де­лён­но­сти и кван­то­ва­нию.

Нет такой си­сте­мы от­счё­та, где бы фотон по­ко­ил­ся и где бы можно было бы про­ве­сти за­ме­ры его раз­ме­ров. А из­ме­ре­ния в си­сте­ме от­счё­та, от­но­си­тель­но ко­то­рой объ­ект дви­жет­ся со ско­ро­стью света, мягко го­во­ря, не кор­рект­ны. Пред­ставь­те, что Вам в су­пер­мар­ке­те пред­ло­жи­ли кусок сыра взве­сить в си­сте­ме от­счё­та, ко­то­рая от­но­си­тель­но этого куска сыра дви­жет­ся со ско­ро­стью света. Вы бы со­гла­си­лись на кассе опла­тить ре­зуль­та­ты та­ко­го из­ме­ре­ния? Ана­ло­гич­но с кус­ком ка­бе­ля.

В Вашей ци­та­те есть в ско­боч­ках слово (су­пер­по­зи­ции). Нужно ис­поль­зо­вать имен­но кван­то­вое тол­ко­ва­ние этого прин­ци­па, как кван­то­вая спу­тан­ность со­сто­я­ний, их су­пер­по­зи­ция, на­при­мер, нело­ка­ли­зо­ван­ная хи­ми­че­ская связь или ги­бри­ди­за­ция элек­трон­ных об­ла­ков.

Кол­лапс этой спу­тан­но­сти и при­во­дит при усред­не­нии к об­ра­зо­ва­нию этих че­ре­ду­ю­щих­ся полос.

ПС.

До сих пор экс­пе­ри­мен­та­то­ры из­ме­ря­ли толь­ко «тол­щи­ну» фо­то­на

Как и кто?