Фотон

Модераторы: morozov, mike@in-russia, Editor

Аватара пользователя
morozov
Сообщения: 30731
Зарегистрирован: Вт май 17, 2005 18:44
Откуда: с Уралу
Контактная информация:

Фотон

Номер сообщения:#1   morozov » Ср янв 02, 2013 14:42

"Как понимать квантовую механику" (М.Г. Иванов)

Книга "Как понимать квантовую механику" обсуждает вопросы оснований квантовой механики и её интерпретации. Она ориентирована на преподавателей и студентов, хорошо знакомых с квантовой механикой. Студенты только начинающие изучать квантовую механику могут прочитать отдельные главы (гармонический осциллятор и т.п.).

Версии:
http://mezhpr.fizteh.ru/biblio/q-ivanov.html
С уважением, Морозов Валерий Борисович

Аватара пользователя
morozov
Сообщения: 30731
Зарегистрирован: Вт май 17, 2005 18:44
Откуда: с Уралу
Контактная информация:

Re: Книга Михаила Иванова

Номер сообщения:#2   morozov » Вт апр 23, 2013 22:04

Аннотация
Данная книга посвящена обсуждению вопросов, которые, с точки зрения авто-
ра, способствуют пониманию квантовой механики и выработке квантовой интуи-
ции. Цель книги не просто дать сводку основных формул, но и научить читателя
понимать, что эти формулы означают. Особое внимание уделено обсуждению места
квантовой механики в современной научной картине мира, её смыслу (физическо-
му, математическому, философскому) и интерпретациям.
Книга полностью включает материал первого семестра стандартного годового
курса квантовой механики и может быть использована студентами, как введение
в предмет. Для начинающего читателя должны быть полезны обсуждения физи-
ческого и математического смысла вводимых понятий, однако многие тонкости
теории и её интерпретаций могут оказаться излишними и даже запутывающими, а
потому должны быть опущены при первом чтении.



Не может быть! воскликнула Алиса. Я этому пове-
рить не могу!
Не можешь? повторила Королева с жалостью. Попро-
буй еще раз: вздохни поглубже и закрой глаза.
Алиса рассмеялась.
Это не поможет! сказала она. Нельзя поверить в невоз-
можное!
Просто у тебя мало опыта, заметила Королева. В твоем
возрасте я уделяла этому полчаса каждый день! В иные дни
я успевала поверить в десяток невозможностей до завтрака!
Льюис Кэрролл, Сквозь зеркало и что там увидела Алиса,
или Алиса в Зазеркалье (Пер.Н.М.Демуровой)

Как любой учебник, претендующий на фундаментальность, этот текст содер-
жит разделы, которые не нужны студенту, чья цель сдать экзамен и забыть о
квантовой механике как о страшном сне.

Сразу прошу прощения у автора за выборочное цитирование.
На форуме в основном студенты, но мало кто в этом признается...
С уважением, Морозов Валерий Борисович

Аватара пользователя
morozov
Сообщения: 30731
Зарегистрирован: Вт май 17, 2005 18:44
Откуда: с Уралу
Контактная информация:

Диспут "Философия квантовой механики"

Номер сообщения:#3   morozov » Пт июн 07, 2013 23:42

13 июня в Библиоглобусе диспут "Философия квантовой механики"
18:00


Ведущий: к.ф.н. Шаракшанэ Сергей Абович.

Михаил Иванов будет выступать по мотивам своей книги.
С уважением, Морозов Валерий Борисович

Аватара пользователя
morozov
Сообщения: 30731
Зарегистрирован: Вт май 17, 2005 18:44
Откуда: с Уралу
Контактная информация:

Re: Книга Михаила Иванова

Номер сообщения:#4   morozov » Сб июн 08, 2013 1:22

Зотьев Дмитрий Борисович:
"Наверное хорошая книга. Фотографии и юмор - это все украшает. Но лично я предпочитаю понимать квантовую механику так, как понимал ее Дирак ("Принципы кантовой механики"). Непревзойденная книга, на мой взгляд (в молодости хватался за разные, пока не нашел ее). И студентам рекомендовал бы только эту книгу.

Там, кстати, волновая функция вовсе не является исходным понятием. Какая волновая функция, например, есть у фотона ? Вопрос не праздный и крайне интересный, на мой взгляд. Сразу скажу, что это - не волна де-Бройля и не пакет таких волн. Быть может сейчас, когда атмосфера вернулась в подобие нормы, получится серьезный разговор о природе фотона ? Там есть о чем поговорить и все далеко не так просто, как многие привыкли думать )",
Я пока не имею доступа на ФизиксОнлайн, да и пытаюсь все сэкономить время.

Михаил Иванов (его книга будет обсуждаться 13 -ого в библиоглобусе) не пытался конкурировать с Дираком или еще с кем-то.
Конечно Дирак хорошая книга, но не единственная. Я меня такое впечатление что каждый хороший автор дает свое непонимание квантовой физики. Однако кроме непонимания КМ есть еще отлично работающий инструмент.... которым нужно овладеть, в том числе и экспериментальными данными... Конечно про волны деБройля лучше не вспоминать, но диспутанты портала непременно будут тащить сопли де Бройля Олег-Эдуард... век бы из не видеть.
У меня хорошая коллекция книг от тридцатых годов. Перечислю авторов которых стоит почитать (полистать)
Зоммерфельд (второй том Атомной физики)
Мессиа
Липкин
Вавилов
Ландавшиц
Фок
Давыдов
Фано-Фано
чуть не забыл Флюгге.
Фейнман КЭД и "интегралы по траеториям"... наверно и лекции.

Всегда интересно читать Эйнштейна.. мало того хорошо пишет он очень осторожен в суждениях, опять же он изобрел фотон.

Только так можно расширить горизонты непонимания...
Про фотон полезно прочитать про сжатые состояния и обязательно Глауберга... Когда я спросил что-то у Белоненко спросил "а как у Глауберга?" ...я ответил... Белоненко изрек "значит так и есть"...

В принципе проблем с описанием того же фотона нет. Мы можем посчитать все что можно померить.

Разговор думаю надо начинать с "Микроструктуры света" С.И. Вавилова, могу выставить. Как только стал обладателем этой книги тут же остканировал.
С уважением, Морозов Валерий Борисович

Аватара пользователя
morozov
Сообщения: 30731
Зарегистрирован: Вт май 17, 2005 18:44
Откуда: с Уралу
Контактная информация:

Re: Фотон

Номер сообщения:#5   morozov » Сб июн 08, 2013 18:23

Поскольку книга Вавилова выставлена, мне остается только дать ссылку.

download/file.php?id=639

Тут же можно посмотреть Хренникова...
viewtopic.php?f=26&t=4325

Но по-моему надо взять наиболее простой пример.
С уважением, Морозов Валерий Борисович

Аватара пользователя
morozov
Сообщения: 30731
Зарегистрирован: Вт май 17, 2005 18:44
Откуда: с Уралу
Контактная информация:

Re: Фотон

Номер сообщения:#6   morozov » Пн июн 10, 2013 1:05

Далее,
Я глянул немного Вашего, чего-то меня не тянет обсуждать ни Кирхгофа, ни Гюйгенса. Я догадываюсь о мотивах который Вас на это сподвигнули, не вижу тут ничего интересного, я таки предпочитаю строгие решения (утверждения)... Эвристические модели не стоит напрягать. Физика происходит из эксперимента. И теории.
Кстати я забыл про первую книгу по этой теме - Гайтлер "теория излучения".

Конечно пофилософствовать это забавно, но с этим не ко мне.

На мой взгляд Вавилов ни разу не произнеся слова "фотон" сделал для квантовой оптики очень много. Не будучи теоретиком он описал дипольное излучение атома и интерференцию фотона самого с собой. И подтвердил это в эксперименте.

Кстати пересказывая Дирака старайтесь ссылаться. Я даже не понял какую книгу Вы имеете ввиду (из даже не две).
С уважением, Морозов Валерий Борисович

Khrapko
Сообщения: 1946
Зарегистрирован: Ср июн 30, 2010 17:53

Re: Фотон

Номер сообщения:#7   Khrapko » Пн июн 10, 2013 3:17

Странно, перечисляя пособия по квантовой механике, никто из вас не упомянул Фейнманские лекции. А там - замечательное и оригинальное представление квантовой механики. Правда, я не помню, что там сказано про фотон.

Khrapko
Сообщения: 1946
Зарегистрирован: Ср июн 30, 2010 17:53

Re: Фотон

Номер сообщения:#8   Khrapko » Пн июн 10, 2013 3:47

Дмитрий Зотьев писал(а):Суть в том, что, будучи локализованным в пространстве, фотон не может иметь поляризацию.
Вот это непонятно. Электромагнитная волна внутри как угодно маленького резонатора не теряет поляризацию!

Дмитрий Зотьев
Сообщения: 388
Зарегистрирован: Чт июн 06, 2013 8:20
Откуда: Волгоград
Контактная информация:

Re: Фотон

Номер сообщения:#9   Дмитрий Зотьев » Пн июн 10, 2013 12:48

Спасибо за понимание того, что клоунам не место в приличном обществе ) Это меняет дело, поскольку можно сосредоточиться на науке, а не защите самолюбия. Но Вы много написали - у меня глаза разбегаются.

Во-первых, насчет строгости против эвристики - это не ко мне. Я математик, как Вы знаете, поэтому кое-какие понятия о строгости у нас имеются ) Все, что я пишу о физике, всегда основано на строгих рассуждениях. Другое дело, что они могут быть ошибочными. Но я и не пишу категорично. Все предположительно, с долей сомнения.

Во-вторых, я вовсе не ожидаю, что Вы со мной будете соглашаться. Но я по крайней мере рассчитываю, что мы сможем обсуждать вопросы науки, взаимно не касаясь личностей. Мне этого будет вполне достаточно ))

В-третьих насчет запертого ящика. Это - другая история. Равновесное излучение в полости рассматривать пока не будем, если не придем к нему в процессе. Возьмем одиночный фотон. Какая у него по-Вашему волновая функция ? Я лично утверждаю, что ее вовсе нет потому, что у фотона нет представления Шредингера. Возможно я не прав, но Вы по этому поводу пока ничего не написали. Есть представление Шредингера у фотона или нет ?
Последний раз редактировалось Дмитрий Зотьев Пн июн 10, 2013 13:29, всего редактировалось 1 раз.

Дмитрий Зотьев
Сообщения: 388
Зарегистрирован: Чт июн 06, 2013 8:20
Откуда: Волгоград
Контактная информация:

Re: Фотон

Номер сообщения:#10   Дмитрий Зотьев » Пн июн 10, 2013 13:09

Khrapko писал(а):
Дмитрий Зотьев писал(а):Суть в том, что, будучи локализованным в пространстве, фотон не может иметь поляризацию.
Вот это непонятно. Электромагнитная волна внутри как угодно маленького резонатора не теряет поляризацию!
Вы правы конечно, но речь не идет о резонаторе. И резонатор должен быть не короче длины полуволны. А если фотон локализован в области пространства, меньшей длины волны (не в резонаторе), то поляризация теряет смысл. Локализован - это не означает, что находится в камере со стенками. Это означает, что находится в определенной области пространства.

Утверждение по поводу того, что наблюдаемые поляризации не коммутируют с координатами я не сам придумал, а прочитал у Дирака (стр 269, "Принципы квантовой механики", 1960 г.изд.). Я не назвал бы его фундаментальную, своеобразную книгу учебником. Не слишком многие ее внимательно читали, судя по распространенности мифов о квантовой телепортации и т.д.

Khrapko
Сообщения: 1946
Зарегистрирован: Ср июн 30, 2010 17:53

Re: Фотон

Номер сообщения:#11   Khrapko » Пн июн 10, 2013 13:37

Дмитрий Зотьев писал(а):Возьмем одиночный фотон. Какая у него по-Вашему волновая функция ? Я лично утверждаю, что ее вовсе нет потому, что у фотона нет представления Шредингера. Возможно я не прав, но Вы по этому поводу пока ничего не написали. Есть представление Шредингера у фотона или нет ?
Про волновую функцию фотона подробно написано в Ахиезер А.И., Берестецкий В.Б. Квантовая электродинамика, 3-е издание (Наука, 1969). Но Ахиезер - вообще уникальная книга. Я больше нигде не видел упоминаний про "волновую функцию фотона". Скорее говорят, что такого вообще в природе не существует. Уж не знаю, кому верить...

Дмитрий Зотьев
Сообщения: 388
Зарегистрирован: Чт июн 06, 2013 8:20
Откуда: Волгоград
Контактная информация:

Re: Фотон

Номер сообщения:#12   Дмитрий Зотьев » Пн июн 10, 2013 14:14

Вот я-то тоже самое говорю, что ее не существует. Ахиезера посмотрел, но там речь идет о волновой функции фотона в импульсном представлении (или в представлении волновых векторов). На стр. 36 в п. 2.5. этой книги прямо утверждается о невозможности задания волновой функции в координатном представлении (т.е. в представлении Шредингера). Таким образом, и Ахиезер в этом не расходится с другими авторами. Нет у фотона волновой функции \psi(x,y,x,t) , с этим все стало ясно и без споров.

Cпасибо за Ваш коммент, Радий Игоревич !
Последний раз редактировалось Дмитрий Зотьев Пн июн 10, 2013 14:30, всего редактировалось 1 раз.

Khrapko
Сообщения: 1946
Зарегистрирован: Ср июн 30, 2010 17:53

Re: Фотон

Номер сообщения:#13   Khrapko » Пн июн 10, 2013 14:29

Khrapko писал(а):Электромагнитная волна внутри как угодно маленького резонатора не теряет поляризацию!
Дмитрий Зотьев писал(а):Вы правы конечно, но речь не идет о резонаторе. И резонатор должен быть не короче длины полуволны. А если фотон локализован в области пространства, меньшей длины волны (не в резонаторе), то поляризация теряет смысл. Утверждение по поводу того, что наблюдаемые поляризации не коммутируют с координатами я не сам придумал а прочитал у Дирака
Локализовать фотон можно только в резонаторе так же, как электрон можно локализовать в известном «ящике». По мере уменьшения размеров ящика совершается работа, увеличивается импульс электрона и, соответственно, укорачивается его волна. То же самое будет происходить с фотоном. Но я не понимаю, почему это должно уничтожать поляризацию, хотя и верю ссылке

Дмитрий Зотьев
Сообщения: 388
Зарегистрирован: Чт июн 06, 2013 8:20
Откуда: Волгоград
Контактная информация:

Re: Фотон

Номер сообщения:#14   Дмитрий Зотьев » Пн июн 10, 2013 14:36

Я собственно как раз не утверждаю, что фотон имеет пространственную локализацию. Я утверждаю ровно обратное ! Хотя, если говорить об электроне скажем, то я не понимаю, зачем для этого должна совершаться работа. Достаточно ему быть в суперпозиции собственных состояний импульса (т.е. волн де Бройля), чтобы стать волновым пакетом и этим самым локализоваться. Они всегда в суперпозиции (обычные частицы). С фотоном все намного интересней в смысле локальности ))

Аватара пользователя
morozov
Сообщения: 30731
Зарегистрирован: Вт май 17, 2005 18:44
Откуда: с Уралу
Контактная информация:

Re: Фотон

Номер сообщения:#15   morozov » Пн июн 10, 2013 15:11

Я больше нигде не видел упоминаний про "волновую функцию фотона".
В любом учебнике КЭД.
Или по квантовой оптике. Вот под рукой чего попалось.

ЛЛ-4
ГЛАВА I
ФОТОН
§ 2. Квантование свободного электромагнитного поля
......
Представление операторов, осуществляемое матричными эле-
ментами B.15), есть «представление чисел заполнения»,—оно
отвечает описанию состояния системы (поля) путем задания
квантовых чисел Nka (числа заполнения). В этом представле-
нии операторы поля B.19) (ас ними и гамильтониан B.11)) дей-
ствуют на волновую функцию системы, выраженную в функции
чисел Nka; обозначим ее Ф(ЛГка,?). Операторы поля B.19) не за-
висят явно от времени. Это соответствует обычному в нереляти-
вистской квантовой механике шредингеровскому представлению
операторов. Зависящим же от времени является при этом состо-
яние системы ФGУксп^)) причем эта зависимость определяется
уравнением Шредингера .....

3. Фотоны
Обратимся к обсуждению полученных формул квантования
поля.
Прежде всего, формула B.12) для энергии поля обнаружи-
вает следующую трудность. Наиболее низкому уровню энергии
поля соответствует равенство нулю квантовых чисел N\^a всех ос-
цилляторов (это состояние называют состоянием вакуума элек-
тромагнитного поля). Но даже в этом состоянии каждый осцил-
лятор обладает отличной от нуля «нулевой энергией» ио/2. При
суммировании же по всему бесконечному числу осцилляторов мы
получим бесконечный результат. Таким образом, мы сталкиваем-
ся с одной из «расходимостей», к которым приводит отсутствие
полной логической замкнутости существующей теории.
......
Плоские волны А\^а B.26), фигурирующие в операторе А
B.17) в качестве коэффициентов перед операторами уничтоже-
ния фотонов, можно трактовать как волновые функции фото-
нов, обладающих определенными импульсами к и поляризация-
ми е^а\ Такая трактовка соответствует разложению ^-операто-
ра в виде ряда по волновым функциям стационарных состояний
частицы в нерелятивистском аппарате вторичного квантования
(в отличие от последнего, однако, в разложение B.17) входят
как операторы уничтожения, так и операторы рождения частиц;
смысл этого различия выяснится в дальнейшем, см. § 12).
Волновая функция (3.26) нормирована условием ......
?**********
Это есть нормировка на один фотон в объеме V = 1. Действи-
тельно, интеграл в левой стороне равенства представляет собой
квантовомеханическое среднее значение энергии фотона в состо-
янии с данной волновой функцией :) . В правой же стороне ра-
венства C.2) стоит энергия одного фотона.
Дмитрий Зотьев писал(а):Но Вы много написали - у меня глаза разбегаются.
Так надо выбрать что по проще... я тоже не могу претендовать хорошее знание КЭД. Хотя возможно моя коллекция литературы и даже первоисточных статей близка к полной.
Дмитрий Зотьев писал(а):Какая у него по-Вашему волновая функция ? Я лично утверждаю, что ее вовсе нет потому, что у фотона нет представления Шредингера. Возможно я не прав, но Вы по этому поводу пока ничего не написали. Есть представление Шредингера у фотона или нет ?
Есть, но это не важно... поскольку вся эта наука не дает понимания... о чем, кстати и сказал Дирак.
Это не призыв размазывать философские сопли и забыть потрясающие успехи этой науки...
Но наверно надо начинать с начала. С понимания непонятого. Простейших экспериментов.
С уважением, Морозов Валерий Борисович

Ответить

Вернуться в «Дискуссионный клуб / Debating-Society»