Интерференция фотонов

[realeugene]

AnatolyBa в сообщении #1148655 писал(а):

А это невозможно в силу вышеприведенной формулы

Спасибо за подробное разъяснение. Фаза, поворачивающаяся на 90 градусов толстой диэлектрической плёнкой, играющей роль резонатора, накапливающего энергию - это, конечно, здорово и понятно. Но что же происходит в моей симметричной схеме, в которой зажата тонкая полупрозрачная металлическая плёнка между одинаковыми внешними диэлектрическими пластинами? В этой схеме просто нет резонатора, который мог бы сдвинуть фазу отраженной волны на 90 градусов.

[AnatolyBa]

Фаза отраженной от тонкой диэлектрической пленки волны будет сдвинута не на 90 градусов, там сложная формула. Фаза прошедшей волны сдвинута относительно отраженной на 90 градусов. Это можно доказать. Но главное, что общее фазовое соотношение из википедии остается верным
Насчет тонкой металлической пленки, тем более в оптическом диапазоне - сложнее, ответа у меня нет сейчас. Там и поглошение и проводимость надо считать комплексной. Если надумаю что-нибудь, напишу

[Pavia]

realeugene
Ник не подберу для вас ответ.

realeugene в сообщении #1148601 писал(а):

И, разве, в простейших рассматриваемых случаях квантовые фазовые сдвиги не должны быть согласованны с классическими?

Должны.

realeugene в сообщении #1148601 писал(а):

Куда девается энергия в симметричном случае - это вопрос. Пусть, у нас имеется в делителе тонкая полупрозрачная металлическая плёнка между двумя пластинами из одинакового диэлектрика. Очевидно, это симметричный делитель. И на его выходе можно обнулить волны, ничего не отразив обратно. В общем, бред. Или такой делитель отражает и под какими-то иными углами?

Такого делителя не существует.
1) Закон сохранения энергии запрещает существовать такому делителю.
2) Второе метал компенсирует любое поле в 0. Поэтому не может применяться как делитель.

Далее рассмотрим несколько делителей.
А) Возьмём не цельную плёнку метала, а решетку. Тогда закон сохранения выполняется. В виду того что прошедшая и отраженные волны в поперечнике будут иметь разные координаты. Физически они не складываются.
Б) Возьмем не метал, а диэлектрик. Но диэлектрик обладает ещё и свойством поляризации!
Для качественного поляризатора берут тонкие полимерные нити и покрывают металлом. Так что выводы должны совпасть с пунктом А.

Цитата:

Вижу на картинке сдвиг фаз только 0 и пи.

Только это фаза относительно оси(ось зеркала). А мы с Xey говорили о фазе относительно луча, а луч у нас меняет направление.
AnatolyBa толкует про угол поляризации который на детекторе.
Это 3 разных угла! Причем 1 тоже воде как угол поляризации.
У нас больше встречаются Формулы Френеля выведенные без учёта поляризация. А вот в английской википедии с поэтому они и говорят что этот угол согласуется с теорией.

-- Сб сен 03, 2016 14:23:43 --

AnatolyBa в сообщении #1148655 писал(а):

Теперь, надо бы доказать, что симметричный делитель вообще реализуем

Да реализуем. Я уже тут несколько вариантов предложил. Но если мы потребуем дополнительно, чтобы свет не поляризовался и одновременно проходил и отряжался в одной координате, то такого делителя не существует.

-- Сб сен 03, 2016 14:28:26 --

Xey

Xey в сообщении #1148677 писал(а):

Как работает диэлектрический делитель понятно. Металлический делитель лучше , широкий спектральный диапазон , меньшая зависимость от поляризации.
Но как он работает ? Он тоже не симметричный, чтобы пойти вверх левый луч отражается от серебра, а нижний проходит через серебро. Как меняется фаза волны, прошедшей 7 нм серебра или отраженной от серебра?

Давайте обсудим мне это тоже интересно.

[AnatolyBa]

Pavia в сообщении #1148710 писал(а):

AnatolyBa толкует про угол поляризации который на детекторе.

Нет нет, я про поляризацию ничего не говорю. Фаза - в обычном смысле - то, что в экспоненте, умноженное на $i$.
Поляризация вносит свои нюансы, простой делитель может быть оптимальным для определенной поляризации и не очень для другой, но это мелкие детали.

Pavia в сообщении #1148710 писал(а):

2) Второе метал компенсирует любое поле в 0. Поэтому не может применяться как делитель.

Тонкая пленка может работать, надо тщательно посчитать

[realeugene]

AnatolyBa в сообщении #1148711 писал(а):

Тонкая пленка может работать, надо тщательно посчитать

Тонкая плёнка, безусловно, работает. Толстая плёнка отражает 100%. Очень тонкая - пропускает всё. Поглощение в хорошем проводнике мало в любом случае. Коэффициент отражения должен быть непрерывной функцией от толщины плёнки, если забыть про всякую квантовую экзотику, вроде графена. Следовательно, при некоторой толщине металла коэффициент отражения должен составить 50%.

[Pavia]

AnatolyBa в сообщении #1148711 писал(а):

Нет нет, я про поляризацию ничего не говорю. Фаза - в обычном смысле - то, что в экспоненте, умноженное на $i$.

У нас разное понятие обычности! Под обычностью я стараюсь подразумевать то, что знает большинство. И под фазой я имею в виду, то что описано в школьном учебнике как $sin(\phi)$, вот $\phi$ - это фаза.

Вам следует прочитать про поляризацию. Приведу определение.
Поляриза́ция волн — характеристика поперечных волн, описывающая поведение вектора колеблющейся величины в плоскости, перпендикулярной направлению распространения волны.
Мнимая и действительная величины ортогональны. Далее очевидно, что ваша мнимая величина есть угол поляризации. В 3-х мерного пространства мнимые величина просто становиться 3 измерением. Подробнее это рассмотрено в теории поля. И как-бы* тут однозначно соответствует. Так что ваши возражения о том, что вы пишете не о поляризации я не принимаю.

2 угла однозначно определяют ориентацию в 3-х мерном пространстве. Откуда имеем 2 угла поляризации которые связаны между собой.

В теории света применяют обозначения $\parallel$ и $\perp$. Где $\parallel$ плоскость параллельная плоскости падения, то бишь плоскость параллельная плоскости зеркала $\perp$ перпендикулярная.
Так вот если с проецировать на луч света его волну, то получим $\phi_{\perp}$. А если с проецировать волну на зеркало, то
$\phi_{\parallel}$.
Но перпендикулярно зеркалу мы выставить бесконечное число плоскостей. Отсюда при одном $\phi_{\parallel}$ мы будем иметь разные значения $\phi_{\perp}$. Для однозначности надо выбрать ещё и систему координат! - Думаю это общая ошибка в рассуждениях.

*

(Оффтоп)

Комплексные числа в разных теориях применяют для упрощения записи.
Проблема в том что главное не попасть в ловушку. Дело в том, что комплексные числа могут применяться и в 3-х мерном пространстве. И быть ортогональными этому пространству. Тут уже в дело вступает физика более высоких размерностей: теория струн и тому подобное

[realeugene]

Pavia в сообщении #1148748 писал(а):

Вам следует прочитать про поляризацию. Приведу определение.

Вам не стоит пытаться учить школьной физике людей, обсуждающих вопрос на немного более сложном уровне. Поляризация плоской гармонической волны - это вектор в двумерном линейном комплексном пространстве. Вас это определение поляризации устроит?

[Pavia]

realeugene

Цитата:

Вам не стоит пытаться учить школьной физике людей, обсуждающих вопрос на немного более сложном уровне.

Если вы не можете освоить простые фразы зачем вам сложные?
Я про поляризацию затеял только ради ответа на этот вопрос.

Цитата:

И, разве, в простейших рассматриваемых случаях квантовые фазовые сдвиги не должны быть согласованны с классическими?

[realeugene]

И зачем вам понадобилась поляризация? У фотонов тоже бывает разная поляризация, отличная от фазы волны.

[AnatolyBa]

Pavia
Я прочитал ваше сообщение и ничего не понял, по-моему продолжение в том же духе было бы уходом в сторону.
Что мы здесь, собственно, обсуждаем? Я обсуждаю следующее. ТС предложил схему, где имеют место быть лучи (а значит и потоки энергии) M3->M7 и M4->M7, но по его мнению до D3 и D4 лучи не доходят в силу интерференции.
Ясно, что эта картина противоречит закону сохранения энергии, значит что-то здесь не то. Что же именно? Кажется достаточно убедительным, что корень проблемы в делителе M7. Вот его то мы (по крайней мере я) и обсуждаем с большей или меньшей степенью детализации. При этом поляризация пока не рассматривалась. Если ее включить в рассмотрение, то ясно, что надо рассматривать две линейные поляризации (скажем, вектор электрической напряженности перпендикулярен в плоскости рисунка или лежит в ней). Общие фазовые соотношения (скажем из википедии) и все, что из них следует в равной степени относятся к обеим поляризациям. На более детальном уровне, конечно, следует рассмотреть поляризации независимо (я в своих заметках для собственного интереса рассмотрел только одну).

Теперь насчет делителя луча на металлической пленке. В принципе, в металле (пока не затухнет) волна распространяется с комплексным волновым вектором, не чисто мнимым. И если проводимость играет существенно большую роль, чем поляризация (а для серебра оценки показывают, что в оптическом диапазоне это все еще так), то вещественная и мнимая часть волнового вектора равны. Поэтому да, волна затухает, но и о фазе говорить можно. К сожалению мне не удалось вывести красивые соотношения между фазами. И википедиевские соотношения перестают выполняться для случая с поглощением. Что это значит? Значит соотношения существуют, но они сложные и некрасивые. Или я лично не справился, пусть придут другие. Однако закон сохранения энергии все еще действует, и он таки запрещает одновременное гашение на D3 и D4

[realeugene]

AnatolyBa в сообщении #1148788 писал(а):

Однако закон сохранения энергии все еще действует, и он таки запрещает одновременное гашение на D3 и D4

Да, вы правы, там комплексный показатель преломления с углом 45 градусов. Чисто мнимый он в мнимой волне в диэлектрике.

Достаточно рассмотреть только симметричный делитель на металлической плёнке 50/50. Если у него фазовый сдвиг 90 градусов - то всё проясняется.

[freeneutron]

AnatolyBa в сообщении #1148544 писал(а):

На делительной пластинке сдвиг фаз между отраженным и прошедшим фотоном $\pi/2$ (если пренебречь поглощением). К сожалению, простая картинка когда у отраженного фотона фаза переворачивается, а у прошедшего не меняется здесь не работает. Подробнее можно почитать здесь http://www.pas.rochester.edu/~howell/my ... itter2.pdf
Вот это $\pi/2$ и делает невосможным одновременное гашение лучей на $D3$ и $D4$

Спасибо за ссылку. Похоже, что это и есть то самое противоречие, которое Я искал в данной схеме. Статью до конца не дочитал, но согласен с тем, что полупрозрачная пластинка должна соответствовать унитарному оператору.