Поляризация света

[Munin]

Alex-Yu в сообщении #497393 писал(а):

Да, конечно. Вообще вроде помнится, эта книга была написана еще в доквантовую эпоху(?).

Издание 65 года (4-е), которое у нас переведено в 73 году (2-е русское), уже ссылается на квантовые модели Глаубера и Сударшана (с. 453). А вот когда было первое издание - не знаю.

Alex-Yu в сообщении #497393 писал(а):

Но по сути книга не квантовая. Что очень часто вполне достаточно. Но не всегда

Ну да. Как учебник для технарей годится. Но не для тех, кто с современной оптикой работает.

Pulse в сообщении #497401 писал(а):

Спасибо! Именно это я и ожидал услышать. В классической электродинамике свет

Вам со всех сторон намекают, что свет - явление, не укладывающееся в классическую электродинамику. А вы слышите только то, что ожидаете услышать. Интересно, когда дойдёт, и дойдёт ли вообще.

Думаю, и второго ведра попкорна не хватит...

[Pulse]

Alex-Yu в сообщении #497393 писал(а):

Лазерный свет близок к глауберговскому, я же уже объяснял. Фотоны всегда одинаковые. А вот квантовые состояния электромагнитного поля могут быть разные. В частности с определенным числом фотонов и с неопределенным. Глауберговские состояния это состояния с неопределенным числом фотонов. Именно за счет неопределенности числа фотонов лазерный свет имеет более-менее определенную фазу (что делает классическое его описание разумным и даже точным в пределе большой мощности).

Тогда следующий вопрос. Если «классичность» растет с ростом мощности, можно ли аттенуацией лазерного излучения добиться перехода в однофотонный режим? Или неопределенность числа фотонов в лазерном излучении вещь принципиальная?

[Alex-Yu]

Pulse в сообщении #497684 писал(а):

Если «классичность» растет с ростом мощности, можно ли аттенуацией лазерного излучения добиться перехода в однофотонный режим?

Нет, нельзя. Если ослабитель линейный. Единственное состояние, общее для когеррентного (в глауберговском состоянии) излучения и, скажем так, фотонного (с фиксированным числом фотонов) это вакуум, когда вообще фотонов нет. Очень же слабое когеррентное излучение это, приближенно, суперпозиция вакуума и однофотонного состояния (двухфотонное и т.д. слагаемые и совсем малы в этом пределе). "Примесь" вакуума тут принципиальна. $|0\rangle + \alpha|1\rangle$, $\alpha << 1$ это не то же самое, что $|1\rangle$.

Кстати, не использовали бы Вы гибрид русского с английским: по-русски будет ослабление, а не "аттенуация". И еще. Почитали бы Вы учебники по квантовой оптике. Мне затруднительно тут целый курс лекций прочитать.

[Munin]

Pulse в сообщении #497684 писал(а):

Или неопределенность числа фотонов в лазерном излучении вещь принципиальная?

Да, принципиальная.

А вот кстати, Alex-Yu. Пусть мы взяли инверсно заселённую среду, и заставили её испустить лазерный импульс. В каком состоянии атомы среды остались? Если в импульсе число фотонов неопределённое, как оно связано с числом оставшихся невозбуждённых атомов среды - вроде бы, оно определённое?

[Pulse]

Alex-Yu в сообщении #497738 писал(а):

И еще. Почитали бы Вы учебники по квантовой оптике. Мне затруднительно тут целый курс лекций прочитать.

Спасибо за ответ, но про учебники, право, лишне. Никаких лекций читать не требуется. Меня до сих пор вполне удовлетворяли простые ответы. Если есть желание пояснить мысль для других участников, это Ваше дело. А учебники… Их писали такие же люди. Цитируя Ваши слова в отношении фразы из основного учебника в мире по оптике «…во времена Борна и невозможно было знать то, что можно знать сегодня. Физика она развивается». Развивается… Поэтому в учебники еще не вошло многое из того, что сейчас известно.
Сейчас некоторые представления в оптической науке изменились, а в учебники еще войти не успели. И тут, мягко говоря, Ваши ответы расходятся с современными представлениями. Интересно выяснить истину. Поэтому Вы не против, если я задам еще пару вопросов?
Имеется световое поле от когерентного лазерного излучения. Вы утверждаете, опираясь на опыт и учебники, что число фотонов в нем определить невозможно. На первый взгляд возразить нечего, принцип неопределенности есть принцип неопределенности. Однако как быть, если в этом поле имеется линия полной неопределенности фазы? Везде все хорошо, свет полностью когерентен, монохроматичен, а на некоторых линиях в пространстве о фазе ничего сказать невозможно. Более того, на таких линиях число фотонов всегда равно нулю (опять работает принцип неопределенности). Другими словами, определить число фотонов в конкретной точке пространства когерентного света все-таки можно? Как это укладывается в Вашу концепцию глауберговского состояния?

[Alex-Yu]

Pulse в сообщении #498067 писал(а):

Однако как быть, если в этом поле имеется линия полной неопределенности фазы? Везде все хорошо, свет полностью когерентен, монохроматичен, а на некоторых линиях в пространстве о фазе ничего сказать невозможно. Более того, на таких линиях число фотонов всегда равно нулю (опять работает принцип неопределенности). Другими словами, определить число фотонов в конкретной точке пространства когерентного света все-таки можно? Как это укладывается в Вашу концепцию глауберговского состояния?

Восхитительный набор слов! Своей бессмысленностью восхитительный Особенно "число фотонов в конкретной точке" меня позабавило Продолжайте дальше с самим собой. А у меня более содержательные занятия найдутся. Засим прощаюсь. Не забыть бы только ваш ник, т.е. не забыть с кем беседовать не имеет смысла.

[Munin]

Pulse в сообщении #498067 писал(а):

Никаких лекций читать не требуется. Меня до сих пор вполне удовлетворяли простые ответы.

Тут есть нюанс. Вас эти ответы могли удовлетворить, но в голове у вас от них ничего нового - не появиться. А вашим собеседникам желательно именно последнее.

Иначе вас бы удовлетворил (и заткнул) ещё самый первый ответ Alex-Yu post496961.html#p496961 .

Pulse в сообщении #498067 писал(а):

Сейчас некоторые представления в оптической науке изменились, а в учебники еще войти не успели.

Вот только высказываться за всю оптику с вашей стороны смешно. Если бы вы знали хотя бы учебники...

Pulse в сообщении #498067 писал(а):

Имеется световое поле от когерентного лазерного излучения. Вы утверждаете, опираясь на опыт и учебники, что число фотонов в нем определить невозможно.

Ничего подобного. Число фотонов в нём неопределённое. "Неопределённая (наблюдаемая физвеличина)" - квантовый термин, который позорно не знать. Неопределённую величину определить можно, проведя её измерение. Одно плохо: при таком измерении исходное квантовое состояние будет разрушено, так что её определённое значение будет относиться уже к другому квантовому состоянию.

Pulse в сообщении #498067 писал(а):

Однако как быть, если в этом поле имеется линия полной неопределенности фазы? Везде все хорошо, свет полностью когерентен, монохроматичен, а на некоторых линиях в пространстве о фазе ничего сказать невозможно. Более того, на таких линиях число фотонов всегда равно нулю (опять работает принцип неопределенности).

В квантовой теории поля (о которой вы демонстрируете полную неосведомлённость) нельзя говорить о фазе и числе фотонов в каких-то точках и на каких-то линиях пространства. Операторы в координатном представлении, привязанные к данной точке и линии, не могут дать информации о фазе и числе фотонов. Ваши высказывания не просто неверны, а бессмысленны.

Pulse в сообщении #498067 писал(а):

Другими словами, определить число фотонов в конкретной точке пространства когерентного света все-таки можно? Как это укладывается в Вашу концепцию глауберговского состояния?

Нельзя, и концепция - не его. Концепция Глаубера.

-- 01.11.2011 19:52:33 --

Alex-Yu в сообщении #498211 писал(а):

Засим прощаюсь. Не забыть бы только ваш ник, т.е. не забыть с кем беседовать не имеет смысла.

Можете не утруждать память. Здесь на форуме можно поставить ignore на пользователя (неудачно переведённый как "внести в список недругов"). Зайдите на страницу профиля Pulse, и увидите.

[Alex-Yu]

Munin в сообщении #497875 писал(а):

Пусть мы взяли инверсно заселённую среду, и заставили её испустить лазерный импульс. В каком состоянии атомы среды остались? Если в импульсе число фотонов неопределённое, как оно связано с числом оставшихся невозбуждённых атомов среды - вроде бы, оно определённое?

Хороший вопрос! Он меня даже было поставил в тупик Действительно, если излучено неопределенное число фотонов, то и атомы остаются в суперпозиции энергетических состояний. А тогда они продолжают излучать

Но можно сообразить довольно быстро. "Фишка" тут вот в чем. Мы о числе каких фотонов, фотонов в некоторой моде или всего? Ясно же, что одномодовым (и, соответсвенно, полностью монохроматичным)излучение быть не может, импульс на то и импульс чтобы иметь конечную ширину спектра. Если импульс излучился и кончился, то во всех модах вместе (!) число фотонов определенное. Но в одной моде -- неопределенное (в этом и заключается когеррентность). Неопределенность числа фотонов "размазана по модам". Думаю так, во всяком случае в общих чертах.

Собственно с этим и связано то, что лазерное излучение лишь близко к глауберговскому. Но не точно же, конечно.

А вообще, конечно, более реальное описание не чисто квантовое, а квантовостатистическое. При этом в фотонном базисе матрица плотности для лазерного излучения имеет недиагональные матричные элементы, а свет от лампочки -- нет. Вот возьмем очень слабое лазерное (после сильного ослабителя) излучение. Я уже писал $|0\rangle+\alpha|1\rangle$ тогда

$\rho=|0\rangle\langle 0 | + |\alpha|^2|1\rangle\langle 1 | +\alpha|1\rangle\langle0|+\alpha^*|0\rangle\langle 1|$

а вот в аналогичном свете от лампочки, где тоже толи один фотон, толи ни одного (естественно неопределенность тут уже совсем другого рода, чисто статистическая, не квантовая), последних двух слагаемых нету. Естественно, здесь речь про одну моду. Если хотеть все, то по модам надо устроить прямое произведение.

[Pulse]

Alex-Yu в сообщении #498211 писал(а):

Восхитительный набор слов! Своей бессмысленностью восхитительный Особенно "число фотонов в конкретной точке" меня позабавило Продолжайте дальше с самим собой. А у меня более содержательные занятия найдутся. Засим прощаюсь. Не забыть бы только ваш ник, т.е. не забыть с кем беседовать не имеет смысла.

В очередной раз убеждаюсь, что филосовствующие теоретики - абсолютное зло. На ум сразу приходит случай с Stefan Hell, который из-за таких воинствующих невежд сумел опубликовать открытый им метод микроскопии сверхвысокого разрешения только спустя десять лет. Принцип тот же, в котором товарищь Alex-Yu не понял ни слова. Тоже псевдо теоретики, которые «разбираются» в квантах, во все горло кричали о безграмотности. Для примера того, как на самом деле обстоят дела с фотонами и что можно и чего нельзя приведу отрывок из высоко цитируемой статьи (175 ссылок) настоящих специалистов в области: «To demonstrate that our device works at the singlephoton level, a further experiment was carried out at intensities so low that on average less than one photon was present in each interferometer at any one time. This was achieved by inserting neutral-density filters to attenuate the power of the laser beam to 0.3 nW.». Как видите слова «знатока» сильно расходятся с действительностью. За сим умываю руки. Образовывать глупца нет ни малейшего желания.

[Vladimir Dubrovskii]

Pulse в [url=http://dxdy.ru/post497282.html#p497282]сообщении #497282[/url писал(а):

Не корчите из себя всезнайку. Специалисту Ваш уровень прекрасно виден.

Pulse в [url=http://dxdy.ru/post497282.html#p497282[/url писал(а):

Ёжик получится когда свет азимутально поляризован (электрическое поле в поперечной плоскости сечения волны– концентрические окружности вокруг общего центра).

Pulse в сообщении #497135 писал(а):

у света такие состояния поляризации существуют. Даже ёжиком :). Когда в определенной области пространства вектора электрического поля ориентированы во всех направлениях от центра области.

Я так понимаю, что филосовствующим теоретикам надоело с вами беседовать. Поэтому позвольте и мне задать вам три вопроса, уважаемый Pulse.
1) В какой области вы являетесь специалистом?
2) В какой точке на сфере Пуанкаре находится ваша поляризация ежиком.
3) Слышали вы что-нибудь о принципе суперпозиции волн и о правиле сложения векторв?

[Munin]

Alex-Yu в сообщении #498426 писал(а):

Но можно сообразить довольно быстро. "Фишка" тут вот в чем. Мы о числе каких фотонов, фотонов в некоторой моде или всего? Ясно же, что одномодовым (и, соответсвенно, полностью монохроматичным)излучение быть не может, импульс на то и импульс чтобы иметь конечную ширину спектра. Если импульс излучился и кончился, то во всех модах вместе (!) число фотонов определенное. Но в одной моде -- неопределенное (в этом и заключается когеррентность). Неопределенность числа фотонов "размазана по модам". Думаю так, во всяком случае в общих чертах.

Хитро. А я думал, корень в том, что инверсно заселённое состояние тоже не содержит определённого числа возбуждённых атомов. Но ваше объяснение работает даже в случае, когда мы, неважно как, такое состояние создали.

Собственно, я с этим сталкивался уже: второй атом имеет 50 % шансов излучить фотон, когерентный первому, и 50 % шансов - какой-то другой фотон; третий атом - в отношении 2:1, причём если второй атом излучил некогерентный фотон, третий может "присоединиться" и к первому, и ко второму; в итоге, лазерный импульс состоит только в основной доле из того, что хочется (когерентного одномодового поля), но сопровождается и изрядным хвостом "мусора", также прошедшего усиление. Стоило бы посчитать, может быть, "мусор" там занимает порядка процентов - десятков процентов, и снизить его долю нельзя.

Alex-Yu в сообщении #498426 писал(а):

А вообще, конечно, более реальное описание не чисто квантовое, а квантовостатистическое.

По-моему, здесь оно ничего особенно нового не даёт. Впрочем, я ничего нового и не спрашивал.

Pulse в сообщении #498437 писал(а):

Для примера того, как на самом деле обстоят дела с фотонами и что можно и чего нельзя приведу отрывок из высоко цитируемой статьи (175 ссылок) настоящих специалистов в области: «To demonstrate that our device works at the singlephoton level, a further experiment was carried out at intensities so low that on average less than one photon was present in each interferometer at any one time. This was achieved by inserting neutral-density filters to attenuate the power of the laser beam to 0.3 nW.»

Нормальная цитата, никак не относящаяся к предмету обсуждения, и ничем не противоречащая словам Alex-Yu и моим. А на статью хорошо бы явно ссылаться, а не намёками типа "175 ссылок".

Pulse в сообщении #498437 писал(а):

Образовывать глупца нет ни малейшего желания.

Вот поэтому вам здесь никто ничего и не расскажет. Кроме уже произнесённых неосторожно мной авторов учебников, и Alex-Yu - ключевых слов.

Кстати, меня всё мучает вопрос, квазиклассическое состояние - глауберговское или глауберовское?

[Alex-Yu]

Munin в сообщении #498622 писал(а):

Кстати, меня всё мучает вопрос, квазиклассическое состояние - глауберговское или глауберовское?

Ваш вопрос вызвал у меня опасения: я всегда считал глауберовское, без "г". В физическом энц. словаре нашел ссылку на Р.Глаубера. Значит без "г", раз фамилия без "г". Кстати, глауберовское состояние совсем не обязательно квазикласическое. Хотя квазиклассическое обязательно глауберовское. Лучше говорить "когеррентное", так общнее.

-- Чт ноя 03, 2011 02:09:08 --

Munin в сообщении #498622 писал(а):

Хитро. А я думал, корень в том, что инверсно заселённое состояние тоже не содержит определённого числа возбуждённых атомов. Но ваше объяснение работает даже в случае, когда мы, неважно как, такое состояние создали.

Ну это зависит от того, какое исходное состояние. Парадокс возникает только если исходное состояние энергетическое. Об этом я и написал. Хотя, конечно, реально там смешанное состояние и нужно рассуждать в терминах матрицы плотности. Тем более при ламповой накачке.

-- Чт ноя 03, 2011 02:14:21 --

Munin в сообщении #498622 писал(а):

Стоило бы посчитать, может быть, "мусор" там занимает порядка процентов - десятков процентов, и снизить его долю нельзя.

ИМХО тут и без счета понятно: зависит от длины излучающей среды. Обычно такие беззеркальные лазеры делают с активной средой в виде длинного тонкого стержня. При этом некогеррентная часть излучения просто выбывает из игры за счет "ухода вбок".

[Munin]

Alex-Yu в сообщении #498635 писал(а):

Ваш вопрос вызвал у меня опасения: я всегда считал глауберовское, без "г".

Но ведь это вы на протяжении всей темы писали "глауберговское" с "г"? Или простая опечатка?

Alex-Yu в сообщении #498635 писал(а):

В физическом энц. словаре нашел ссылку на Р.Глаубера. Значит без "г", раз фамилия без "г".

Не всегда можно полагаться на русское написание фамилии. Скажем, мы французов зовём "Аспек" и "Де Бройль", а в латинице там есть ещё буквы. И при заимствовании англоязычного термина эти буквы могут всплыть (не могу привести примера). Но Глаубер и латиницей Glauber.

[spaits]

Игарка, Игарский завод.
Так образуются прилагательные от имен собственных, о закономерностях спросите у филологов.

[Pulse]

Vladimir Dubrovskii в сообщении #498557 писал(а):

Поэтому позвольте и мне задать вам три вопроса, уважаемый Pulse. 1) В какой области вы являетесь специалистом?

На форуме все равны. Но специалиста от просто нахватавшегося сведений из википедии всезнайки отличить не трудно. Если вам так удобнее, можете считать меня просто прохожим.

Vladimir Dubrovskii в сообщении #498557 писал(а):

2) В какой точке на сфере Пуанкаре находится ваша поляризация ежиком.

Вы текст внимательно читали? Где там хоть слово о точке? Речь идет об области. Если говорить о точках, то в каждой точке этой области в заданный момент времени имеется одно единственное направление вектора электрического поля. В соседней точке это направление другое и т.д. Вся картина поля вектора поляризации в пространстве в фиксированный момент образует «ежик».

Vladimir Dubrovskii в сообщении #498557 писал(а):

3) Слышали вы что-нибудь о принципе суперпозиции волн и о правиле сложения векторв?

Странный вопрос. Порождает встречный. Вы о том, что поляризация является локальной характеристикой светового поля и параллельный перенос векторов в этом случае неприменим, слышали?

Вообще то цель у меня была рассказать интересные факты о состояниях поляризации, а не воевать с пессимистами. Думал, что это полезно знать интересующимся светом (во всяком случае, топик этой темы именно такой). Но вместо этого столкнулся с воинствующим невежеством местных «догматиков-теоретиков» и детскими подколками. Хотите что то уточнить – спрашивайте прямо, без виляний и боязни запачкать свой виртуальный авторитет. Или проверяйте самостоятельно. Тут показателен пример хитрого Muninа. Это только догадка, но по-моему, ему ума хватило пошарить по научным базам и разобраться.