| Idioma : |
|
| Comunitat enciclopèdia |Enciclopèdia Respostes |Enviar pregunta |Coneixement de vocabulari |Pujar coneixement |
Òptica Quàntica |
      |
|
Òptica quàntica és l'aplicació de la teoria quàntica de la radiació produeix la radiació òptica, propietats estadístiques coherents, transmissió, detecció, i la interacció de la llum i la matèria sobre la base d'un problema físic de la disciplina. La paraula està en l'òptica quàntica s'han fet per al làser. Breu introducció Concepte Òptica quàntica òptica quàntica per estudiar la teoria quàntica de la radiació de la llum de generació, transmissió, detecció i interacció de la llum amb les disciplines de la matèria. Llegenda de l'òptica quànticaSegle 19, particularment a la llum de la teoria electromagnètica s'estableix, en la interpretació de reflexió de la llum, refracció, interferència, difracció i polarització de la propagació de la llum, etc, i els fenòmens relacionats amb la teoria ondulatòria de la llum poden èxit total (vegeu òptica ondulatòria). Els finals dels 19 i principis del segle 20 va descobrir la llei de radiació de cos negre i l'efecte fotoelèctric, etc Els altres fenòmens òptics, en la interpretació d'aquests impliquen la generació de la llum i els fenòmens d'interacció llum-matèria, la teoria ondulatòria d'edat es va trobar amb dificultats insuperables. 1900, M. Planck llei de radiació de cos negre per fer front als problemes d'energia subhipòtesi, i la fórmula de la radiació del cos negre de Planck, una bona explicació de la llei de la radiació del cos negre (vegeu la hipòtesi de Planck). [1] Photon hipòtesi El 1905, A. Albert Einstein de fotons hipòtesi explica satisfactòriament l'efecte fotoelèctric. Albert Einstein creia que no només té l'energia del fotó, i el mateix amb les partícules físiques ordinàries tenen massa i quantitat de moviment (veure la llum de la dualitat). En 1923, AH Compton fotó i procés de col · lisió d'electrons lliures elàstica explica els experiments de dispersió de raigs X (vegeu la dispersió Compton). Alhora, l'ús generalitzat d'una varietat d'espectròmetres per promoure el desenvolupament de l'espectroscòpia, àtom per espectroscòpia atòmica per explorar l'estructura interna i mecanismes de luminescència que condueixen a la creació de la mecànica quàntica. Tot això va establir les bases de l'òptica quàntica. 1960, l'arribada del làser promogut en gran mesura el desenvolupament de l'òptica quàntica, la teoria del làser en òptica quàntica llegenda Va establir una teoria semi-clàssica i la teoria quàntica. Teoria semi-clàssic de la matèria com per complir amb les lleis de la mecànica quàntica, agregats de partícules, mentre que el camp de llum làser es va complir amb les equacions de Maxwell clàssics. Aquesta teoria pot resoldre la interacció làser-matèria en molts temes, però no pot explicar el camp de radiació quàntica i els fenòmens connexos, com el làser coherent emissió espontània estadística en el comportament del material. En la teoria quàntica, la combinació del camp làser com un grup de fotons quantificada, aquest sistema teòric capaç de fluctuacions quàntiques dels fenòmens de camp de radiació i impliquen una varietat de làser-matèria fenòmens d'interacció donen descripció rigorosa i completa. El mecanisme de generació del làser, incloent l'emissió espontània i estimulada de radiació un estudi més detallat de la transmissió de làser, detecció i estudis estadístics com ara temes principals de recerca en òptica quàntica. [1] Recerca Propietats estadístiques A continuació de les propietats estadístiques de llum coherent, emissió espontània, emissió estimulada, etc breu descripció del contingut de l'òptica quàntica. La figura 1a mostra de la font S a través d'un punt de la doble ranura P1, P2 vibracions E1 (t τ), E2 (t) en el punt Q a la pantalla superposada sobre la intensitat de la llum I (Q) es pot expressar com Figura 1a On <> indica la mitjana estadística en temps t, τ representa la ranura de P1, P2 retard relatiu de la llum, с velocitat de la llum. La fórmula (1) just abans del dos de E1, E2 de la intensitat de la llum, els dos últims de E1, E2 punt Q terme d'interferència superposada que descriuen les franges d'interferència a la pantalla. Si la ranura elimina la figura 1b, una fotocèl · lula per rebre Q, 'punt d'intensitat de la llum, fotocorriente de sortida de senyal aleatòria n (t τ), N' (t), la figura 1d Q . Els resultats experimentals mostren que la presència d'aquests dos senyals aleatòries certa correlació. Signifiquen alhora que el producte de n (t τ) N '(t)> i el temps de retard τ relativa, que també es coneix com correlació de fotons coincidència recompte. Com que només quan n (t τ) i n '(t) no són zero, el producte no és zero. Figura 1A franges d'interferència de l'expressió <E1(t τ)E壗(t)> interferència per descriure; Figura 1d fotocorriente sortida de radiació de correlació de fotons, sinó una manifestació de la naturalesa de la fluctuació estadística han de ser <n (t τ) N '(t)> descrit. Aquestes dues quantitats es normalitzen, el que resulta en el camp de radiació d'una primera i segona ordre correlació funció g1 (τ), G2 (τ) es defineix com la figura 2 mostra les diverses fonts de radiació de segon ordre correlació funció g2 (τ ) amb la corba del temps de retard τ. En la corba de radiació de cos negre, quan τ → 0 时, g2 (τ) → valor màxim 2, el recompte de fotons també compleixen amb la majoria, el que suggereix que els fotons tendeixen a arribar al mateix temps, que és la radiació de cos negre fotó agrupament. No obstant això, quan augmenta τ, g2 (τ) cau asimptòticament a un recompte de coincidència de fotons disminuir en conseqüència, que no mostra agrupament. Curve l'única manera de làser òptica quàntica llegenda Font, independentment del que el valor de τ, g2 (τ) és 1, sense mostrar agrupament. Això es deu a la distribució de manera única làser de Poisson, sinó obeeixen Planck distribució de radiació de cos negre. Distribució estadística no és el mateix, el rendiment de la distribució estadística de la funció de correlació de segon ordre g2 (τ) no són els mateixos. També hi ha un cas que la corba representa Antibunching font, sota certes condicions, a reserva de sub-distribució de Poisson. Quan τ → 0, g2 (τ) → 0, és a dir, quan "temps, Q, Q '= ² ² punt pot no tenir els dos fotons arriben recompte de fotons coincidència és zero, que és l'efecte anti-agrupament. Les ones de llum emeses pel S ¿Per què no arriba al mateix temps satisfer la condició τ = (SQ-SQ ') / с = 0 en Q, Q' el punt de vista de la teoria ondulatòria clàssica, que és increïble. Però des del punt de vista de quants de llum o fotons en un sol punt Q fotocèl · lula és rebuda, llavors n0, n '= 0, o entrar a Q' punt fotocèl · lula es rep, quan n = 0, n'0, el després de fer la mitjana <n(t)n'(t)> = 0, g2 (τ) = 0, per la Antibunching és un efecte quàntic, òptica quàntica només per entendre. L'emissió espontània Pel que fa a la interacció entre la llum i els àtoms, l'emissió més bàsic de l'emissió espontània i estimulada, i un es troba en els estats excitats dels àtoms, a causa que el camp extern d'Òptica Quàntica llegenda S'utilitza, emetent un fotó transicions a l'estat fonamental, que es diu emissió estimulada, i si no hi ha cap camp extern, emissió espontània d'un fotó atòmica tornarà a l'estat fonamental, que es diu emissió espontània. Encara que d'acord amb la teoria de pertorbacions semi-clàssica i la teoria de la mecànica quàntica pot derivar coeficient d'absorció i el coeficient d'emissió estimulada. Però voleu exportar el coeficient d'emissió espontània és necessari l'ús dels jocs clàssics del concepte oscil · lador d'amortiment, si es quantifica camp de radiació, ha portat a un lloc clàssic sense les fluctuacions de camp zero de l'energia, el paper del camp zero, l'emissió espontània estat excitat un fotó a l'estat fonamental. A més, ja que el camp quàntic, sinó també l'aparició d'un procés de transició virtual. En realitat, el procés es mostra a la Figura 3a, la transició d'electrons des de l'estat alt a un estat de menor energia 2 1, i la radiació de fotons hv, mentre que la Figura 3b mostra un procés virtual es porta a terme pels més baixos de l'estat I 1 2 transicions d'energia a l'estat alt, sinó també la radiació un fotó hv. Conservació de l'energia no sembla, però l'efecte és molt curt i no viola la mecànica quàntica relació d'incertesa, tenint en compte el procés dels càlculs de desplaçament virtual de nivell de post-atòmiques, en bon acord amb l'experimental. Primer contacte amb l'emissió espontània de radiació és lineal. El més d'hora d'emissió espontània atòmica es calcula assumint un àtom lineal en un estat excitat a l'interior a terme experiments de recerca Camp a zero. De fet, si no és la funció del camp extern, sinó també com arribar estats atòmics excitats fer? Només puc dir que el camp extern és feble, l'impacte en la línia de la radiació és insignificant, el que naturalment produeix quan el camp d'excitació és la radiació atòmica forta, lineal i com és la qüestió, que és una teoria quàntica de camps També és una bona prova. Amb la tecnologia de feix atòmic i la tecnologia làser sintonitzable, ha completat la transició de ressonància de l'àtom de sodi verificació experimental i teòric. Línia de Lorentz amb la no només ben conegut com un pic en la línia de camp intensitat de fluorescència té tres pics, la Figura 4a és una corba teòrica, les corbes experimentals de la Figura 4b, de conformitat amb bé. A més de l'emissió espontània d'un sol àtom, hi ha més àtoms junts, l'emissió espontània coherent, també conegut com súper-radiació. Això es deu al fet que moltes de les òptiques originals quàntica Nen amb una interacció de camp comú i la cooperació constitueixen un tot. La cooperació amb la fase de la radiació superposició coherent àtom de N de l'amplitud total és proporcional a N, la potència total d'emissió espontània és proporcional a N2, que és les principals característiques de la radiació espontània coherent. Per a l'emissió espontània no coherent, ja que la fase de la radiació atòmica N és l'atzar, de manera que la potència total dels estats espontània i estimulada proporcional a N àtoms irradiada. Pel que fa a l'emissió estimulada, la base principal per a la generació d'un làser que l'emissió estimulada i cavitat oberta. L'efecte és estendre la cavitat per emissió estimulada de la vida útil de fotons en la cavitat, a fi de no escapar ràpidament a la cavitat, incloent el material de treball, la cavitat, la bomba òptica és un complex que inclou el sistema d'obertura mecànica quàntica (vegeu làser). Això requereix el processament de sistema d'amortiment dissipatiu, ondulat mètodes estadístics quàntica. A partir de la radiació i la teoria quàntica completa atòmica equació de Langevin derivats, Fokker - Planck equació, l'equació de la matriu densitat. Els següents són els típics de l'aniquilació i la generació dels operadors de radiació b, b equació de Langevin. On F, F és una força aleatòria, σ, σ de l'energia atòmica nivells disminueixen amb l'augment d'operador, Xλ com amortiment, gλ, g és el coeficient d'acoblament. Hi ha atòmiques equacions operador de moviment. Solució d'aquestes equacions es pot derivar i la distribució estadística de l'amplada de línia del làser. Laser és, sens dubte, l'aparició del desenvolupament d'òptica quàntica ha tingut un paper catalitzador. Generació de làser, les propietats estadístiques de l'òptica quàntica transmissió, detecció i són encara molt interessat en temes actuals, com ara biestabilidad òptica, ona solitària òptica, estat espremut i així successivament. [1] Història Efecte fotoelèctric Com tots sabem, la teoria quàntica desenvolupada originalment per A. Einstein el 1905, quan el fenomen de l'efecte fotoelèctric en l'estudi proposat per [Nota: l'efecte fotoelèctric ara M · energia hipòtesi quàntica de Planck va proposar Igual que comprèn un efecte fotoelèctric extern, l'efecte fotoelèctric i l'efecte fotoelèctric en l'efecte invers, etc, és pel mateix Einstein fora del fenomen d'efecte fotoelèctric i la seva explicació teòrica va fer la quantia correcta guanyar el Premi Nobel de Física ; Aquesta és la història del desenvolupament de l'òptica quàntica del primer punt d'inflexió dels esdeveniments històrics, és també la història del desenvolupament de la quàntica primer Premi Nobel de Física Òptica. Tot i que la contribució de tota la vida d'Einstein a la ciència és multifacètic (per exemple, havia d'establir la relativitat especial i general, etc), però va guanyar només una vegada en aquesta sola Premi Nobel de Física]. |
| Usuari Revisió |
|
Sense comentaris encara |
