Название: Ориентация спина фотона
Вид работы: доклад
Рубрика: Математика
Размер файла: 17.77 Kb
Скачать файл: referat.me-216609.docx
Краткое описание работы: Ориентация спина дискретной поперечной волны.
Ориентация спина фотона
Ориентация спина дискретной поперечной волны
Теоретически считается, что спин фотона имеет только продольную ориентацию, но такая точка зрения не имеет однозначного экспериментального подтверждения. С другой стороны, аннигиляцию электрона и позитрона с образованием трех фотонов можно объяснить, если спины разлетающихся фотонов ориентированы поперечно движению, только тогда не нарушается закон сохранения кинетического момента системы, например, сохраняется векторная сумма моментов до аннигиляции и после.
электрон + позитрон --> три фотона
«... ортопозитроний аннигилирует в три гамма-кванта ...»
Физическая энциклопедия. ПОЗИТРОНИЙ.
Если спины всех фотонов ориентированы по направлению движения (или против), сумма равна 0. Если спины двух фотонов - по направлению движения и один - против (или, соответственно, наоборот), сумма равна 2. Согласно закону сохранения момента количества движения системы, после реакции должен сохраняться суммарный спин, равный 1, а такое возможно только в том случае, когда спины разлетающихся фотонов ориентированы поперечно движению (перпендикулярно плоскости разлета), например, у двух фотонов - в одну сторону и у одного - в противоположную.
«Важнейшими законами сохранения, справедливыми для любых изолированных систем, являются законы сохранения энергии, импульса, момента количества движения, электрического заряда.»
Физический энциклопедический словарь. СОХРАНЕНИЯ ЗАКОНЫ.
«Спин J связан со строгими законами сохранения момента количества движения и поэтому является точным квантовым числом.»
Физическая энциклопедия. ЭЛЕМЕНТАРНЫЕ ЧАСТИЦЫ.
«Спин J - собственный момент импульса частицы, измеряется в единицах h/2 p и принимает целые и полуцелые значения.»
Справочник по физике. Б.М.Яворский, А.А.Детлаф. 1996. С.540.
Так как распространяющиеся поперечные возмущения поля могут иметь разные типы поляризации, можно предположить, что линейно поляризованные фотоны имеют поперечную ориентацию спина, а циркулярно поляризованные - продольную. Аналогия: линейно поляризованные возмущения, распространяющиеся по натянутому шнуру, имеют поперечную ориентацию момента количества движения, а циркулярно поляризованные - продольную. Все поперечные возмущения переносят момент количества движения, ориентация которого зависит от типа поляризации.
«Тем самым свойство правой или левой циркулярной поляризации присуще отдельному фотону. ... Тем самым свойство линейной поляризации вдоль осей Y или Z также присуще отдельному фотону.»
Фундаментальный курс физики. А.Д.Суханов. 1999. Т.3. С.16.
«... различают следующие типы поляризации поперечных синусоидальных волн: эллиптическую, циркулярную (или круговую), линейную (или плоскую).»
Курс физики. А.А.Детлаф, Б.М.Яворский. 2000. С.388.
«... перенося энергию и импульс, момент импульса; ...»
Физическая энциклопедия. ВОЛНЫ.
Рассмотрим другой пример, когда аннигилируют электрон и позитрон с образованием двух фотонов.
«... парапозитроний аннигилирует в два гамма-кванта ...»
Физическая энциклопедия. ПОЗИТРОНИЙ.
Если после аннигиляции спины фотонов ориентированы по направлению движения или против, то в этом случае нарушается закон сохранения момента количества движения, так как система из электрона и позитрона имела нулевой момент количества движения, а после аннигиляции система из двух фотонов имеет момент количества движения, не равный нулю во всех случаях, кроме одного, когда пара электрон и позитрон до аннигиляции покоилась относительно наблюдателя. Для наглядности рассмотрим крайний случай, когда пара электрон и позитрон движется со скоростью, близкой к скорости света. После аннигиляции два фотона, согласно закону сохранения импульса, будут двигаться в том же направлении, в котором двигались электрон и позитрон и, если спины фотонов ориентированы по направлению движения или против, то в сумме момент количества движения будет не равен нулю.
-->
электрон + позитрон --> два фотона наблюдатель
-->
Также можно рассмотреть обратный случай, когда наблюдатель движется относительно электрона и позитрона. Если после аннигиляции спины фотонов ориентированы по направлению движения или против, то для движущегося наблюдателя система из двух фотонов будет иметь ненулевой момент количества движения, что противоречит закону сохранения момента количества движения. Т.е., например, система из наблюдателя, электрона и позитрона не имеет момента количества движения, а после аннигиляции система из наблюдателя и двух фотонов будет его иметь и, если наблюдатель столкнется с фотонами, поглотив их, то у него появится момент количества движения. Отсюда можно сделать вывод: постулат о том, что спины фотонов всегда имеют продольную ориентацию, является неверным.
Похожие работы
-
Физическая природа массы
Линейная теория гравитации. Механизм гравитационного притяжения. Концепция частицы-генератора. Вращательная теория частиц. Квантовая механика.
-
Шкала электромагнитных волн
Источником электромагнитных волн может быть любой электрический колебательный контур или проводник, по которому течет переменный электрический ток.
-
Элементарные сведения о частицах и анти-частицах
Созданная в 1925-1926 гг. квантовая теория имела существенный недостаток: она была нерелятивистской, в ней не соблюдались принципы относительности и предельности скорости света.
-
О мощности фотона и фотонном генераторе
Исходя из соотнесения параметров обоих наблюдаемых процессов фотонного излучения - электромагнитной волны и потока квантов - получена формула для мгновенной мощности фотона.
-
Уравнение Дирака
Спин. Уравнение Паули. Уравнение Дирака.
-
Мир глазами Поля Дирака: объединение идей квантовой механики и релятивизма
Недостаточность “классической” квантовой механики.
-
Элементарные частицы
Возбужденные состояния поля.
-
Проблемы квантовой хромодинамики
Кварковые модели и экспериментальные факты.
-
Электродинамический расчет фотона
Фотон – это квант электромагнитного потока излучения, т.е. состоит из кванта электрического потока и кванта магнитного потока.
-
Элементарные частицы. Античастицы, взаимные превращения частиц
Одним из самых важных результатов в физике высоких энергий является открытие античастиц. Первая античастица -позитрон теоретически предсказан и открыт в начале 30 годов. Он имеет точно такую же массу и абсолютную величину заряда, как и электрон.