Fréquence d’un photon [doublon]

Mohamed Osama

Fréquence d’un photon [doublon]


Cette question a déjà une réponse ici:

en physique classique, la fréquence représente combien de cycles dans une unité de temps, mais je ne sais pas comment on définit une fréquence pour une particule? qu’est-ce que cela signifie pour une particule d’avoir une fréquence, le livre que je l’ai lu dit simplement que l’énergie est proportionnelle à la fréquence du photon mais où est la fréquence?

Réponses


 WetSavannaAnimal aka Rod Vance

Deux façons d’y penser: au lieu de penser à un photon, pensez au champ électromagnétique quantifié . Ce champ quantique est réparti dans tout l’espace et le temps et est tout électromagnétique. Une façon élémentaire d’y penser est comme une collection d’oscillateurs harmoniques quantiques, un pour chacun des modes classiques des équations de Maxwell.

Si vous avez étudié l’oscillateur harmonique quantique, vous saurez qu’il lui a associé une fréquence. Cette fréquence peut même être mesurée de façon classique si son état quantique est, par exemple, un état cohérent avec un déplacement suffisamment important par rapport à l’état fondamental.

Nous avons donc notre champ électromagnétique quantifié, et celui-ci, intuitivement, comprend de petits «bacs d’énergie» (les oscillateurs harmoniques quantiques), chacun étiqueté avec une fréquence différente, et chacun avec le potentiel d’avoir son étiquette de fréquence unique mesurée classiquement s’il est en le bon état.

Un photon est désormais un seul quantum d’énergie ajouté à l’un de ces oscillateurs. Ces oscillateurs communiquent avec le monde extérieur, discrètement, à travers des quantums d’énergie de taille fixe, dans des interactions. Ce sont ces interactions que nous voyons lorsque nous mesurons des phénomènes électromagnétiques. Donc, de ce point de vue, la fréquence du photon n’est pas tellement une fréquence du photon considéré seul, mais la fréquence de l’oscillateur harmonique quantique auquel il est ajouté / retiré.

Une autre façon de voir les choses est la fréquence d’une onde de probabilité. Marvn Scully et M. Suhail Zubiary dans leur livre « Quantum Optics » montrent que la densité de probabilité de trouver un photon ( c’est-à-dire de le détecter de manière destructive avec par exemple un tube photomultiplicateur) lorsque le champ électromagétique est dans un état à un photon est la grandeur au carré d’un quantité vectorielle qui est une solution aux équations de Maxwell. Cette solution peut également être associée à une fréquence, comme toute autre solution aux équations de Maxwell.


 Mohamed IBrahim

une particule peut être décrite par une fonction d’onde. La fréquence de l’onde est donnée par la relation de de Broglie

Mohamed Osama

Je le sais, mais je pose des questions sur la signification, la définition de la fréquence d’une particule dans le sens de E = HF introduite par Einstein

Mohamed IBrahim

vous pouvez le considérer car ce n’est qu’une variation spatiale de la phase

Mohamed Osama

Désolé, pouvez-vous nous en dire plus?

Mohamed IBrahim

essayez de voir les réponses à cette question physics.stackexchange.com/questions/108471/…


 Harry McLaughlin

Il y a plusieurs façons de penser, la pire étant d’imaginer une particule comme une petite boule solide se comportant d’une manière oscillatoire.

Les particules sont décrites par la théorie des champs quantiques. Donc pour une particule, disons un électron, il y a un champ quantique correspondant (champ de matière électronique dans ce cas). La particule du champ est un mode excité du champ, vous pouvez donc penser à une particule comme une onde dans ce champ. Selon votre connaissance des vagues, il peut être difficile de comprendre comment cette vague est localisée en quelque chose comme un point.

Alors peut-être que la meilleure façon d’y penser est d’expérimenter. Considérons une onde incidente sur un obstacle proportionnellement à sa longueur d’onde, comme un réseau de diffraction. Derrière le réseau, les ondes interfèrent et produisent un motif de diffraction. Les particules, convenablement préparées, produiront des modèles d’interférence et à partir de ces modèles, les propriétés d’onde des particules peuvent être déduites.


 hdhondt

Il existe plusieurs façons de mesurer la fréquence d’un photon.

Le moyen le plus direct consiste à «mélanger» le faisceau de photons avec un autre d’une fréquence connue et légèrement différente. Cela produit des signaux dont les fréquences sont la somme et la différence des 2 faisceaux. Si votre fréquence de mixage est bien choisie, la différence sera suffisamment faible pour être directement dénombrable dans les compteurs électroniques. Ce système est utilisé dans les radars radar.

Vous pouvez mesurer la fréquence d’une onde en la laissant interférer. Faites briller les photons à travers 2 fentes étroites et observez le motif des zones claires et sombres sur un détecteur derrière les fentes. Vous pouvez calculer la fréquence à partir du motif et de la géométrie des fentes. Cette page montre comment Thomas Young a calculé la fréquence (en fait, la longueur d’onde) en 1803. Pour convertir la longueur d’onde en fréquence, la seule autre chose dont vous avez besoin est la vitesse de l’onde. Cela fonctionne avec toute autre particule (électron, proton, etc.) qui se comporte comme une onde.

Plus d’informations générales peuvent être trouvées ici

 

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