эксперимент по квантовой природе света

[Lexey]

Издавна существует гипотеза что квантовая природа света обусловлена лишь механизмами излучения и поглощения. Я до сих пор не слышал об убедительных экспериментальных фактах, опровергающих эту гипотезу.

Если кто знает убедительные эксперименты по этому поводу, подскажите пожалуйста.

У меня давно в голове крутится одна идея постановки такого эксперимента, которой хотел бы поделиться, но возможно я изобрел велосипед и не стоит дальше тратить на это время.

[AlexNew]

а что за эксперимент у вас ?
(я чегото слышал про проверку этой гипотизы для радиоволн, вроде там получилось что квантовости нет или что она есть, уже не помню, но осадок остался)

[Lexey]

Слабое излучение через тонкое отверстие и прерыватель подается на детектор (ФЭУ). интенсивность излучения примерно соответствует одному фотону в миллисекунду. Прерыватель в виде вращающегося диска с отверстием открывает отверстие к примеру 10 раз в секунду на время 1мс, Выход ФЭУ подключаем к осцилографу с усреднением и получаем осциллограмму, представляющую собой вероятность регистрации фотона от времени с момента открывания щели. В случае квантовой природы света будем иметь прямоугольный импульс начинающийся строго в момент открывания. Если же свет падает непрерывной волной, то очевидно, необходимо время порядка миллисекунды для накопления энергии, достаточной для выбивания электрона. Предполагается что пока щель закрыта, заметная часть накопленной энергии успевает каким-то образом рассеяться (перейти в форму, непригодную для выбивания электрона при следующем открывании).

[AlexNew]

Ну во первых не диск! 10^9 оборотов в минуту надо... больше 10^4 вам не получить.
Ну а во вторых с чего вы взяли что квант поглащается мгновенно в КМ,
это не так, этот процес вполне себе описывается, более того все очень похоже на классическую физику, электроное облако начинает осцилировать с частотой света. Решение получается в рамках КМ, есть похожие задачки в зборнике флеге 2 том, но там одномерные системы. Уже точно не помню, но решение можно найти в инете.

Получите вы в опыте то что ожидаете для классической волны, но это не будет противоречить КМ.

Мне кажется, в самом деле, в "квантовости света" виноваты атомы с их дискретными уровнями, но других аннтен в этой области излуч нет. Так что ставте опыты с радиоволнами и обычными аннтенами.

[Lexey]

AlexNew в сообщении #348597 писал(а):

Ну во первых не диск! 10^9 оборотов в минуту надо... больше 10^4 вам не получить.
Ну а во вторых с чего вы взяли что квант поглащается мгновенно в КМ,
это не так, этот процес вполне себе описывается, более того все очень похоже на классическую физику, электроное облако начинает осцилировать с частотой света. Решение получается в рамках КМ, есть похожие задачки в зборнике флеге 2 том, но там одномерные системы. Уже точно не помню, но решение можно найти в инете.

Получите вы в опыте то что ожидаете для классической волны, но это не будет противоречить КМ.

Мне кажется, в самом деле, в "квантовости света" виноваты атомы с их дискретными уровнями, но других аннтен в этой области излуч нет. Так что ставте опыты с радиоволнами и обычными аннтенами.

С чего взяли 10^9?
В случае классической волны характерное время процесса накопления -порядка периода следования "фотонов".

Это в случае квантовой может и 10^9

В этой разнице и есть суть эксперимента. классическая волна соответствующая энергии фотона не сможет так быстро проскочить в щель как фотон.

А детектор твердотельный - сплошной (широкополосный) спектр поглощения. "антенной" тут служит система огромного количества ответственных за фотоэффект электронов с практичечески непрерывным спектром энергий, в принципе допускающим медленную накачку энергии системы (лишь бы длина волны попадала в полосу поглощения).

-- Вт авг 31, 2010 10:38:27 --

AlexNew в сообщении #348597 писал(а):

Ну а во вторых с чего вы взяли что квант поглащается мгновенно в КМ,
это не так, этот процес вполне себе описывается, более того все очень похоже на классическую физику, электроное облако начинает осцилировать с частотой света. Решение получается в рамках КМ, есть похожие задачки в зборнике флеге 2 том, но там одномерные системы. Уже точно не помню, но решение можно найти в инете.

Насколько я понимаю КМ сама по себе таких задач (динамика поглощения-излучения) не решает в принципе. Это уровень КЭД и серьезных научных работ. На уровне сборника задачек это могут быть разве-что какие-то эмпирические формулки.

[AlexNew]

Lexey писал(а):

С чего взяли 10^9?

прочитал 10 раз в микросекунду и умножил на 60, даже не спрашивайте как смог !!!!

Lexey писал(а):

Насколько я понимаю КМ сама по себе таких задач (динамика поглощения-излучения) не решает в принципе. Это уровень КЭД и серьезных научных работ.

Невежество....

Lexey писал(а):

На уровне сборника задачек это могут быть разве-что какие-то эмпирические формулки.

Флюге - это НЕ зборник эмпирических задачек из общей физики,
Посмотрите! второй том, там как раз есть описание простой 2х уровневой системы во времени.

Все что можно померять, в КМ решается.
Покрайнер мере, ваша задачка исключительно из область домашнего задания студентам по КМ.

Lexey писал(а):

классическая волна соответствующая энергии фотона не сможет так быстро проскочить в щель как фотон.

на чем основано ваше утверждение ?

[Lexey]

AlexNew в сообщении #348745 писал(а):

на чем основано ваше утверждение ?

У меня ощущение будто Вы начинаете валять дурака.

C точки зрения классических представлений о волне это очевидно (IMHO).
Имеется ввиду энергия волны, достаточная для выбивания электрона. для прохождения этой энергии через шель нужно время, обратно пропорциональное интенсивности излучения.

-- Ср сен 01, 2010 09:43:39 --

Lexey в сообщении #348823 писал(а):

прочитал 10 раз в микросекунду и умножил на 60, даже не спрашивайте как смог !!!!

читайте внимательнее

[AlexNew]

Lexey писал(а):

для прохождения этой энергии через шель нужно время, обратно пропорциональное интенсивности излучения.

ну хорошо, посчитайте это время и сравните его с тем что получается в КМ, если считать лень возьмите его из приниципа неопределенность, думаю грубо но сгодится на первом этапе.

Хотя как вы в классике посчитаетя тоже не представляю, электрон ведь не всю волну сьест...
мне кажется подобные расчеты в конечном итоге приведут к КМ и наконец появится нормальная интерпритация КМ, хе-хе.

[nestoklon]

Lexey в сообщении #348567 писал(а):

Слабое излучение через тонкое отверстие и прерыватель подается на детектор (ФЭУ).

Это пять! А вы в курсе того, как ФЭУ внутри устроен? И что "ваш" эксперимент -- принцип его работы?

Lexey в сообщении #348567 писал(а):

Если же свет падает непрерывной волной, то очевидно, необходимо время порядка миллисекунды для накопления энергии, достаточной для выбивания электрона.

Очевидно, что если поглощение энергии происходит не квантовым образом, ФЭУ работать не будет. Так как электрон непрерывно получая энергию от света будет так же непрерывно её рассеивать и никогда не наберёт энергию достаточную для преодоления работы выхода.

[AlexNew]

Цитата:

Так как электрон непрерывно получая энергию от света будет так же непрерывно её рассеивать и никогда не наберёт энергию достаточную для преодоления работы выхода.

угу, почти доказали невозможнось работы радиоприемников

[nestoklon]

AlexNew в сообщении #349020 писал(а):

угу, почти доказали невозможнось работы радиоприемников

И откуда куда в радиоприёмнике электрон выходит?
Но в принципе, ход мысли верный. Давайте прикинем, каков квант энергии для частот, характерных для радиоприёмников. А потом подумаем, что бывает когда мы берём дискретную функцию с очень маленьким шагом дискретизации и чем она отличается от непрерывной.

[AlexNew]

nestoklon писал(а):

Так как электрон непрерывно получая энергию от света будет так же непрерывно её рассеивать и никогда не наберёт энергию достаточную для преодоления работы выхода.
...
Давайте прикинем, каков квант энергии для частот, характерных для радиоприёмников. А потом подумаем, что бывает когда мы берём дискретную функцию с очень маленьким шагом дискретизации и чем она отличается от непрерывной.

тоесть по вашему получается что в оптической области электрон энергию рассевает а радио области нет?
поэтому когда мы берем "дискретную функцию с очень маленьким шагом дискретизации она мало чем отличается от непрерывной." ? я ничего не напутал ?

Квант в радиообласти имеет значительно меньшую энергию чем в оптической, тем не менее приемники работают отлично даже на радиочастотах.

[nestoklon]

AlexNew в сообщении #349038 писал(а):

я ничего не напутал?

Вы напутали чуть меньше чем всё

AlexNew в сообщении #349038 писал(а):

тем не менее приемники работают отлично даже на радиочастотах.

Не тем не менее, а как раз благодаря этому они отлично работают на радиочастотах, а на оптических как-то не очень.

[Lexey]

nestoklon в сообщении #349016 писал(а):

Очевидно, что если поглощение энергии происходит не квантовым образом, ФЭУ работать не будет.

Читайте внимательнее. Речь идет не о механизме поглощения, а о механизме пролета света через щель. О том что ФЭУ преобразует поглощенную энергию в энергию отдельно взятого электрона квантовым образом спору нет. Но вначале свет поглощается квантовомеханической системой совокупности электронов, свойства которой гораздо сложнее отдельно взятого атома. Я не спорю, что можно рассматривать процесс поглощения с передачей всей поглощенной энергии случайно одному из электронов как единый неделимый квантовомеханический переход. Но это лишь упрощенная модель, способная просто объяснить некоторые явления, но неспособная объяснить многие другие. В частности, такая примитивизированная модель противоречит классическим волновым представлениям о распространении света в вакууме.
Еще раз подчеркиваю что я не ставлю под сомнение КМ. Я лишь прошу не идеализировать отдельные квантовомеханические модели придуманные для решения конкретных простых задач, и не пытаться обьяснять ими все подряд. КМ не самодостаточна и может объяснить то чего в природе нет и не может быть по понятным очевиднам причинам.

[nestoklon]

Lexey в сообщении #349056 писал(а):

Я не спорю, что можно рассматривать процесс поглощения с передачей всей поглощенной энергии случайно одному из электронов как единый неделимый квантовомеханический переход. Но это лишь упрощенная модель, способная просто объяснить некоторые явления, но неспособная объяснить многие другие.

Тогда совсем непонятно, с чем вы спорите. Да, для описания некоторых явлений наивной квантовой теории недостаточно. Приходится использовать не наивную, копать так сказать, глубже.
Давайте явления, которые нельзя объяснить -- будем разбираться.
Приведённый вами выше эксперимент бессмысленен, так как даже в соответствии с той самой примитивной наивной КМ никаких прямоугольных импульсов не будет. Если уж в соответствии с КМ электрон ведёт себя как волна, то свет и подавно.

Lexey в сообщении #348563 писал(а):

Издавна существует гипотеза что квантовая природа света обусловлена лишь механизмами излучения и поглощения.

Расскажите больше. А то похоже на попытку философски осмыслить основы КМ, а не на физическую гипотезу.