Фотон: принцип неопределенности, излучение атомами

[rotozeev]

Вот какие у меня вопросы в голове возникли.

Пусть имеется возбужденный атом, который перешел в низшее по энергии состояние и излучил фотон. Т.к. энергетические уровни в атоме заранее известны, то известна и энергия излученного фотона, а следовательно его частота и, как следствие, импульс. Но из принципа неопределенности, если неопределенность в импульсе равна 0, то неопределенность в координате равна бесконечности. Но мы знаем, что фотон распространяется со скоростью света, и не может сразу же занять все пространство. Он и до детектора долетит за конечное время, т.е. неопределенность координаты по крайне мере не более $\Delta x < ct$, где $c$ - скорость света, $t$ - время от момента излучения. Вот такая вот неувязка.

Более того. Когда говорят, что фотон имеет строго определенную частоту - это опять таки абстракция, т.к. для этого волна должна существовать вечно и везде, иначе, в случае локализации по времени и в пространстве мы должны говорить о волновом пакете и о диапазоне частот, т.е. у реального фотона должна быть некая неопределенность по частоте, но тогда и в атоме должна быть некая неопределенность в уровнях энергии, они как бы размытые, а не точные. Есть ли эта неопределенность на самом деле, или в рассуждениях есть ошибка?

[BISHA]

rotozeev в сообщении #355832 писал(а):

но тогда и в атоме должна быть некая неопределенность в уровнях энергии, они как бы размытые, а не точные

Есть, но объяснение другое.

[photon]

Уширение спектральных линий

[Alex-Yu]

rotozeev в сообщении #355832 писал(а):

Вот какие у меня вопросы в голове возникли.

Пусть имеется возбужденный атом, который перешел в низшее по энергии состояние и излучил фотон. Т.к. энергетические уровни в атоме заранее известны, то известна и энергия излученного фотона, а следовательно его частота и, как следствие, импульс. Но из принципа неопределенности, если неопределенность в импульсе равна 0, то неопределенность в координате равна бесконечности. Но мы знаем, что фотон распространяется со скоростью света, и не может сразу же занять все пространство. Он и до детектора долетит за конечное время, т.е. неопределенность координаты по крайне мере не более $\Delta x < ct$, где $c$ - скорость света, $t$ - время от момента излучения. Вот такая вот неувязка.

Более того. Когда говорят, что фотон имеет строго определенную частоту - это опять таки абстракция, т.к. для этого волна должна существовать вечно и везде, иначе, в случае локализации по времени и в пространстве мы должны говорить о волновом пакете и о диапазоне частот, т.е. у реального фотона должна быть некая неопределенность по частоте, но тогда и в атоме должна быть некая неопределенность в уровнях энергии, они как бы размытые, а не точные. Есть ли эта неопределенность на самом деле, или в рассуждениях есть ошибка?

Если атом излучает, то у него не может быть строго определенных уровней энергии, эти уровни уширены, по крайней мере радиационно уширены. Кроме радиационного уширения есть и другие виды уширения, которые в реальных средах (кроме сильно разреженных газов) дают намного большее уширение. Рассуждения на счет того, что энергия фотона равна разности уровней это ПРИБЛИЖЕННЫЕ рассуждения. Однако, если помнить о их приближенном характере, они вполне разумны т.к. радиационная ширина линий мала.

[rotozeev]

А как насчет рассуждений о "ширине уровня" фотона?

[Alex-Yu]

rotozeev в сообщении #359007 писал(а):

А как насчет рассуждений о "ширине уровня" фотона?

Термина такого нет, но в общем также. Чтобы фотон был в состоянии с определенной энергией он должнен излучаться бесконечно долго. Реально излучаются фотоны в состоянии с неопределенностью энергии (частоты). Но эта неопределенность обычно мала, ей можно принебречь, помня приближенный характер такого принебрежения.

[ASY-Lviv]

Точная физика - это точное знание причин!
Фотоны, как правило, излучаются электронами атомов вплоть до величины в один Герц, что составляет (по длине волны) 78% расстояния от
Земли и до Луны. Самостоятельно произвести подобное крохотному по размерам электрону не подсилу. Требуется обязательная физика взаимодействия пространства с внутренностями электрона. Постоянная энергетика подпитки электрона сканирующим все пространство Амеров,
попутно слизывает колебательный процесс электрона и разносит его в виде вторично проявленных фотонов в окружающую среду.
Так как электрон - структурированная пространством частица ( до величины десять в тринадцатой степени), то какой либо принцип неопределенности к ней естественно не применим. Наука и ( простите) научный бизнес не совместимы!
рекламная ссылка удалена

С уважением к дискуссии, Анатолий, г.Львов.

Парджеттер:

Замечание за рекламу.

[Alex-Yu]

ASY-Lviv в сообщении #359785 писал(а):

Точная физика - это точное знание причин!
Фотоны, как правило, излучаются электронами атомов вплоть до величины в один Герц, что составляет (по длине волны) 78% расстояния от
Земли и до Луны. Самостоятельно произвести подобное крохотному по размерам электрону не подсилу. Требуется обязательная физика взаимодействия пространства с внутренностями электрона. Постоянная энергетика подпитки электрона сканирующим все пространство Амеров,
попутно слизывает колебательный процесс электрона и разносит его в виде вторично проявленных фотонов в окружающую среду.
Так как электрон - структурированная пространством частица ( до величины десять в тринадцатой степени), то какой либо принцип неопределенности к ней естественно не применим. Наука и ( простите) научный бизнес не совместимы!
рекламная ссылка удалена

С уважением к дискуссии, Анатолий, г.Львов.

Парджеттер:

Замечание за рекламу.

К науке вышесказанное не имеет никакого отношения.