Квантова оптика: визначення
Квантової оптикою прийнято вважати розділ оптики, що вивчає прояв квантових характеристик властивості світла. До них відносяться: теплове випромінювання, фотоефект, ефект Комптона, фотохімічні процеси, вимушене випромінювання (і, відповідно, фізика лазерів).
Головне питання, що розглядається квантової оптикою – опис взаємодії світла з речовиною з урахуванням квантової природи об’єктів, а також опису поширення світла в специфічних умовах.
У 1900 р Макс Планк, висунув ідею квантової природи світла. Відповідно до даної концепції випромінювання світла відбувається порціями – квантами. Пізніше Ейнштейн виявив, що світло сформований квантами електромагнітного випромінювання. Кванти світла стали позначати фотонами, і незабаром це стало загальноприйнятою аксіомою: “Світло складається з фотонів”.
Інтерес до цієї галузі науки істотно пожвавився в кінці 20 ст., Коли у фізиків вийшло формувати специфічне стану світла – так званий некласичний світло. Сьогодні некласичний світло широко вживається в метрології, спектроскопії, знайшов застосування при виконанні понад точних вимірювань, і крім того для передачі засекречених даних. Крім того, прийоми і засоби квантової оптики надають можливість значно конкретизувати ті дані, які отримали за допомогою різноманітних вимірів, пов’язаних з випромінюванням і поглинанням світла.
Related posts:
- Квантова оптика Відповідно до основних положень квантової теорії Планка і Ейнштейна, випромінювання, і, зокрема, видиме світло володіє корпускулярними властивостями. Очевидно, що за певних умов ці властивості повинні проявлятися в оптичних експериментах. Клас оптичних явищ, для пояснення яких слід залучати уявлення про кванти енергії випромінювання та їх носіях – фотонах, отримав назву явищ квантової оптики. Такі явища пов’язані, […]...
- Хвильова оптика Хвильова оптика – розділ оптики, який досліджує поширення світла на основі його хвильової природи, розглядається світло, як електромагнітні хвилі, які мають усі наведені їх властивостями. Хвильова оптика – розділ оптики, який досліджує поширення світла на основі його хвильової природи, тобто розглядає світло, як електромагнітні хвилі, які мають усі наведені їх властивостями. Хвильова оптика вивчає такі […]...
- Квантова фізика Квантова фізика – є розділом теоретичної фізики, що вивчає квантово-механічні та квантово-польові системи, а також закони їх руху. З базовими законами квантової фізики знайомляться при вивченні квантової механіки і квантової теорії поля. Крім того вони знаходять застосування в інших розділах фізики. Підрозділи квантової фізики. Квантова фізика включає в себе кілька розділів фізики, головну роль в […]...
- Оптика: основні поняття Світло являє собою електромагнітне випромінювання з певною довжиною хвилі, в інтервалі від 0,4 до 0,8 мкм. Джерелом даних хвиль служать атоми і молекули при зміні в них енергетичного стану електронів. Потужність випромінювання – це величина енергії, яку випромінює об’єкт за одну секунду. Потік світлової енергії – це енергія, яку переносить світлова хвиля через певну площу […]...
- Квантова електроніка Квантова електроніка – галузь науки, що вивчає процес створення електромагнітного поля, а також його характеристики, при переході атомів, молекул та іонів з одного енергетичного стану в інший. Іншими словами в квантовій електроніці, в порівнянні зі звичайною класичної, де електромагнітне поле є наслідком перетворення одного виду енергії (кінетичної) в інший (електричну), поява цього поля є наслідком […]...
- Оптика та швидкість світла Джерело світла поширює промені у всі сторони. Світло падає на навколишні предмети і цим змушує їх нагріватися. Якщо світло потрапляє в очі, він викликає зорові відчуття – ми бачимо. Тобто при поширенні світла відбувається передача деякого впливу. Одне тіло впливає на інше. Всього існує два способи впливати на інший предмет: 1. Перенесення речовини 2. Зміна […]...
- Волоконна оптика Явище повного внутрішнього відображення використовується в гнучких світловодах. Якщо світло направити на торець тонкого скляного волокна, оточеного оболонкою з меншим показником заломлення кута, то світло буде поширюватися по волокну, відчуваючи повне відображення на кордоні скло-оболонка. Таке волокно називається световодом. Вигини світловода не перешкоджають проходженню світла. У сучасних световодах втрати світла в результаті його поглинання дуже […]...
- “Стара” квантова теорія Народженням квантової механіки вважається момент введення постійної Планка h (грудень 1900), за допомогою якої Планк отримав вираз, правильно описує спектр теплового випромінювання абсолютно чорного тела24 як для низьких, так і для високих частот. З цього починається “стара квантова теорія”, що складалася в тому, що фізикам вдавалося за допомогою постійної Планка h отримувати вирази, правильно описують […]...
- Корпускулярна теорія світла Раніше ми вже говорили про те, що за сучасними уявленнями світло – це електромагнітне випромінювання. Основні закономірності, пов’язані з відображенням і заломленням світла, загально відомі ще в Античності, були досліджені і уточнені в XVII в. Кеплером, Гюйгенсом, Декартом та іншими вченими. У середині 60-х рр. XVII в. природою світла, інакше кажучи оптикою, зацікавився Ісаак Ньютон. […]...
- Квантова механіка Другим, на думку лорда Кельвіна (У. Томсона), відсутнім елементом для завершення будівлі фізики на рубежі XIX-XX ст. було серйозне розбіжність між теорією і експериментом при дослідженні законів теплового випромінювання абсолютно чорного тіла. Згідно панівної теорії воно має бути безперервним, континуальним. Однак це призводило до парадоксальних висновків на зразок того, що загальна енергія, що випромінюється чорним […]...
- Релятивістська квантова механіка У 1927 р англійський фізик Поль Дірак звернув увагу на те, що для опису руху відкритих на той час мікрочастинок (електрона, протона і фотона), т. К. Вони рухаються зі швидкостями, близькими до швидкості світла, потрібно застосування спеціальної теорії відносності. П. Дірак склав рівняння, яке описувало рух електрона з урахуванням законів і квантової механіки, і теорії […]...
- Альтернативна квантова теорія З часів формування перших постулатів, що характеризують основні особливості квантової фізики, одночасно почали використовуватися і висловлюватися альтернативні теорії про існування і взаємодії часток на мікрорівні. Одним з основоположників такого напрямку в квантовій фізиці став вчений Девід Бом, який сформував відмінне від класичного думки більшості фізиків-теоретиків початку 20 століття свої уявлення. Основи альтернативної квантової теорії У […]...
- Квантова теорія Бома Теорія, запропонована вченими де Бройлем і Бомом (механіка Бома, 1952 р.) виступає в якості однієї з інтерпретацій квантової теорії і є прикладом найпростішої теорії з прихованими змінними. Поняття теорії квантів де Бройля-Бома Відповідно до теорії де Бройля-Бома, швидкість якої-небудь однієї частинки буде залежною від безпосередньо величини хвильової функції, яка залежить від конфігурації всього Всесвіту. Вона […]...
- Квантова електродинаміка “Квантова електродинаміка (КЕД), безперечно, є найбільш точною з коли-небудь створених теорій, що описують природні явища, – пише фізик Брайан Грін. – За допомогою квантової електродинаміки фізики змогли підтвердити роль фотонів як “найменших можливих згустків світла” і описати їх взаємодія з електрично зарядженими частинками в рамках математично закінченою моделі, що дозволяє отримувати переконливі передбачення “. (Цит. […]...
- Класична і квантова механіка Квантова механіка – велика область фізики, що вивчає закони природи, які проявляються на малих відстанях і при невеликих енергіях атомів і субатомних частинок. Принцип відповідності між класичною і квантовою механікою. Автор24 – інтернет-біржа студентських робіт Даний напрямок послідовно випливає з ідей Макса Планка, який в 1900 році продовжив вивчати завдання випромінювання чорної речовини і роботи […]...
- Електромагнітне випромінювання: визначення Електромагнітне випромінювання – яке поширюється в просторі обурення (електромагнітні коливання) електричних і магнітних полів. Сукупність всіх електромагнітних хвиль утворює так званий суцільний спектр електромагнітного випромінювання. Електромагнітне випромінювання поділяють згідно частотних діапазонів. По мірі зростання частоти і скорочення довжини хвиль класифікація приймає послідовність: 1 Радіохвилі; 2. Мікрохвилі; 3. Інфрачервоне випромінювання (теплове); 4. Видиме випромінювання (оптичне); 5. […]...
- Квантова телепортація У серіалі “Зоряний шлях”, коли капітан повинен вислизнути з небезпечної ситуації на якійсь планеті, він командує інженеру на космічному кораблі: “випромінюючи-ка мене вгору!” Через секунду капітан зникає з планети і з’являється знову на кораблі. До недавнього часу телепортація речовини була чистою фантастикою. У 1993 р комп’ютерник Чарлз Беннет з колегами запропонував підхід, в якому квантовий […]...
- Сучасна квантова механіка Квантова механіка – найважчий для розуміння розділ фізики. І ця трудність пов’язана, в першу чергу, не з використанням складної математики, а з тим, що тут використовуються більш складні і менш наочні поняття. Їх можна визначити тільки в рамках теоретичної фізики, тобто описаного вище модельного теоретико-операціонального підходу. У різних розділах фізики йдеться про різні процесах і […]...
- “Квантова драбина” Вайскопфа Перейдемо тепер до питання, як з точки зору квантової теорії пояснюється існування стабільних станів речовини і як у мікросвіті виникає чудова ієрархія, яку можна назвати “квантової сходами”. Звернемо увагу, що існування у будь-якої системи стану з кінцевою найменшій можливій енергією забезпечує її стабільність і дозволяє уникнути багатьох парадоксів. Наприклад, якби рух електронів в атомі підпорядковувалося […]...
- Фотоефект – конспект З усіх видатних досягнень Альберта Ейнштейна, включаючи спеціальну теорію відносності і загальну теорію відносності, Нобелівську премію принесло йому теоретичне пояснення законів фотоефекту – явища вибивання електронів з металевої пластинки при висвітленні її світлом певних частот. Зокрема, Ейнштейн припустив, що світло поширюється порціями (зараз їх називають фотонами), що і веде до фотоефекту. Було вже встановлено, що […]...
- Елементарні частинки і релятивістська квантова механіка Першою елементарною частинкою (ЕЧ) став електрон – носій негативного електрики в атомах, що володіє мінімальною спостережуваної величиною заряду. Він був відкритий англійським фізиком Дж. Дж. Томсоном в 1897 р У 1919 р англійський фізик Е. Резерфорд виявив серед частинок, вибитих з атомних ядер, протони – частки з позитивним зарядом тієї ж величини, що і у […]...
- Атомізм, механіцизм, квантова теорія будови речовини Положення про будову речовини знаходять яскраве вираження в боротьбі двох систем: дискретності (переривчастості) – корпускулярна концепція, і континуальності (безперервності) – континуальної методика. З ними безпосередньо пов’язані теорії взаємодії матеріальних предметів, які реалізувалися як спосіб дальнодействия (передача елементів без фізичної середовища) і механізм близкодействия (переміщення від точки до точки). Концепція переривчастості була розроблена і представлена І. […]...
- Поширення світла Окремі закони оптики були сформульовані задовго до того, як була визначена сутність світла. Одним з таких законів буде закон прямолінійного поширення світла. Згідно з ним в однорідної прозорому середовищі світло поширюється прямолінійно. Він був визначений в ще III в. до н. е. давньогрецьким вченим Евклідом. Якщо середовище не прозора, то світ не буде поширюватися. Прямолінійністю […]...
- Принцип Гюйгенса Базовим твердженням хвильової оптики є принцип Гюйгенса. Закони відбивання і заломлення світла виходять з нього в якості наслідків. Принцип Гюйгенса в його вихідного формулювання не зміг пояснити дифракцію і, зокрема, закон прямолінійного поширення світла. Згодом він був доповнений важливою ідеєю Френеля про інтерференції вторинних хвиль. Принцип Гюйгенса-Френеля – це потужний інструмент хвильової оптики; ми розглянемо […]...
- Подвійна природа світла У результаті розгляду всієї сукупності оптичних явищ виникає природне запитання: що ж таке світло? Безперервно розподілена в просторі електромагнітна хвиля або потік окремих частинок – фотонів? Теорія і експерименти приводять до висновку, що обидві відповіді повинні бути стверджувальними. 1. Явища інтерференції і дифракції світла, характерні для будь-яких хвильових процесів, не залишають сумнівів у тому, що […]...
- Електромагнітна природа світла Світло має як хвильовими властивостями, так і корпускулярними властивостями. Така властивість світла називає корпускулярно – хвильовий дуалізм. Але вчені і фізики давнину не знали про це, і спочатку вважали світло пружною хвилею. Світло – хвилі в ефірі Але так як для поширення пружних хвиль потрібна середу, то виникав правомірне питання, в якій же середовищі поширюється […]...
- Що таке квантова фізика Класична електродинаміка, прекрасно описує широке коло електромагнітних явищ, “дала збій” у процесах взаємодії світла з речовиною. Виявилося, що експериментально встановлені закони фотоефекту не можна пояснити в рамках електродинаміки. Планетарна модель атома, яку отримав Резерфорд в ході своїх знаменитих дослідів з розсіювання а-частинок, також знаходиться в глибокому протиріччі з електродинамікою Максвелла. Електрон, рухаючись навколо ядра, мав […]...
- Властивості світлових полів Світловим полем називають електромагнітне поле в оптичному діапазоні частот. Оптичні частоти надзвичайно великі (близько 1014-1015 Гц), а різниця частот між кордонами оптичного діапазону дуже мала в порівнянні з їх величинами, тому прийнято вимірювати оптичний діапазон в довжинах хвиль. Специфіка оптичного діапазону полягає в його двох головних особливостях: В оптичному діапазоні виконуються закони геометричної оптики, В […]...
- Що таке світло – коротко Що таке світло? Світло – це електромагнітне випромінювання, довжини хвиль якого лежать в діапазоні від 380 до 760 нанометрів. Саме цей діапазон хвиль сприймається нашими очима як видиме світло. Так, хвиля певної довжини, відбиваючись від предмета, потрапляє на сітківку ока, і ми вирішуємо, що цей предмет, наприклад, жовтого кольору. Найкоротшою довжині хвилі відповідає фіолетовий світло, […]...
- Хвильові і корпускулярні властивості світла За часів Ньютона більшість фізиків розглядали світло як потік особливих частинок. Правда, повної згоди з цього питання не було. Так, сучасник Ньютона Гюйгенс вважав світло хвилями, що поширюються в особливому середовищі – ефірі. Суперечка про природу світла закінчується в 19 столітті, коли були поставлені досліди, що демонструють дифракцію світла. Після цього хвильова природа світла стає […]...
- Світловий промінь – фізика Ми приступаємо до нового розділу фізики, який вивчає оптичні явища. Нами будуть вивчені два основні розділи оптики – геометрична і хвильова оптика. Геометрична оптика вивчає напрямок поширення світла, а хвильова пояснює властивості і природу виникнення світла. При вивченні оптичних законів ми маємо на увазі хвилі, що мають видиме світло, що знаходиться в діапазоні від 380 […]...
- Принцип Ферма В основу геометричної оптики замість розглянутих законів може бути покладено принцип Ферма. Він стверджує, що світло поширюється по такому шляху, для проходження якого йому потрібно екстремальний час, тобто час має бути або мінімальним, або максимальним, або однаковим для всіх можливих шляхів. В останньому випадку всі шляхи світла між двома точками опиняються таутохронность, тобто вимагають для […]...
- Види джерел світла Світло – це електромагнітні хвилі (по-іншому говорять, електромагнітне випромінювання). У розділі фізики “Оптика” світлом вважають не будь-які електромагнітні хвилі, а лише хвилі, які лежать в певному діапазоні довжини хвилі. Це ті довжини хвиль, які сприймаються очима людини. Таким чином, світло – це видимі для людини електромагнітні хвилі, або видиме випромінювання. Джерела світла, тобто тіла, що […]...
- Що таке фотони У результаті дослідження явищ, пов’язаних із взаємодією світла і речовини (теплове випромінювання і фотоефект), фізики прийшли до висновку, що світло складається з окремих порцій енергії – фотонів. Випромінювання світла, його поширення та поглинання відбувається строго цими порціями. Фотони мають енергією і імпульсом і можуть обмінюватися ними з частками речовини (скажімо, з електронами або атомами). Як […]...
- Принцип роботи телескопу Що таке телескоп? Це інструмент, за допомогою якого можна спостерігати за віддаленим предметом, завдяки певним лінз і електромагнітного випромінювання самого предмета. У скільки разів збільшує подібна техніка? Все залежить від моделі: самий прості дитячі телескопи в 10 разів, а найпотужніший Хаббл – більш ніж в 1000 разів. Працює телескоп за рахунок заломлення світла і набору […]...
- Основні уявлення квантової механіки Виявлення корпускулярних властивостей світла і хвильових властивостей частинок послужило поштовхом до розробки нової фізичної теорії, названої квантовою механікою. Виявилося, що детермінізм, притаманний класичної фізики, у квантовій механіці повністю відсутня. Кантова механіка – імовірнісна теорія. При описі руху частки квантова механіка використовує не її координати, а ймовірності виявити частинку в тій чи іншій галузі. Це і […]...
- Що таке квант – доповідь Квант (від латинського quantum – “скільки”) – це неподільна порція якоїсь фізичної величини. Наприклад, кажуть – квант світла, квант енергії або квант поля. Що це означає? Це означає, що менше бути вже просто не може. Коли говорять про те, що якась величина квантів, розуміють, що дана величина приймає ряд певних, дискретних значень. Так, енергія електрона […]...
- Інтенсивність відбитого і заломленого світла Закони геометричної оптики дозволяють визначити тільки напрямок світлових променів, але нічого не говорять про їх інтенсивності. Досвід показує, що співвідношення інтенсивностей відбитого і зламаного променів сильно залежить від кута падіння. При нормальному падінні світла на поверхню, наприклад, води, енергія відбитого променя складає всього 2% від енергії падаючого променя. Але при ковзному падінні відбивається майже все […]...
- ОБРАЗ ПРИРОДИ ЯК ОПТИКА ВИРАЖЕННЯ ЕКЗИСТЕНЦІАЛЬНИХ СТАНІВ У РОМАНІ ГРИГОРІЯ ТЮТЮННИКА “ВИР” С. А. Лісовська У статті розглядаються образи природи у романі “Вир” в аспекті висвітлення їх впливу на внутрішній світ персонажів, на їх почуття, переживання. Аналізуються образи природи, змальовані у романі з погляду увиразнення ними екзистенціальних почуттів героїв. Життя українського народу ще з давніх-давен нерозривно пов’язане з природою. Загальновідомим є той факт, що до прийняття християнства […]...
- Спектр поглинання Атоми випромінюють світло, переходячи із збудженого стану в основний. Але речовина може не тільки випромінювати, але й поглинати світло. Атом, поглинаючи світло, здійснює зворотний процес – переходить з основного стану в збуджений. Знову розглянемо розріджений атомарний газ, але цього разу в холодному стані (при достатньо низькій температурі). Світіння газу ми не побачимо; не будучи нагрітим, […]...