کوانتومی اپتیک چیست

0

کوانتومی اپتیک چیست

نوری کوانتومی زمینه ای از فیزیک کوانتومی است که به طور خاص به تعامل فوتون ها با ماده می پردازد. مطالعه فوتون های فردی برای درک رفتار امواج الکترومغناطیسی به عنوان یک کل ضروری است.

برای روشن شدن دقیقاً این بدان معنی است که کلمه “کوانتوم” به کمترین مقدار هر موجودیت جسمی که می تواند با موجودیت دیگری تعامل داشته باشد اشاره دارد. بنابراین ، فیزیک کوانتوم با کوچکترین ذرات سروکار دارد. این ذرات زیر اتمی فوق العاده ریز هستند که به روشهای منحصر به فردی رفتار می کنند.

کلمه “نوری” ، در فیزیک ، به مطالعه نور اشاره دارد. فوتون ها کوچکترین ذرات نور هستند (اگرچه مهم است بدانیم که فوتون ها هم به عنوان ذرات و هم موج می توانند رفتار کنند).

توسعه کوانتومی اپتیک و نظریه نور فوتون

کوانتومی اپتیک ( What Is Quantum ) این نظریه که نور در بسته های گسسته حرکت می کند (یعنی فوتون ها) در مقاله 1900 مکس پلانک در مورد فاجعه ماوراء بنفش در پرتوهای بدن سیاه ارائه شده است . در سال 1905 ، انیشتین در توضیح خود در مورد اثر فوتوالکتریک برای تعریف تئوری نور فوتون در این اصول گسترش یافت .

فیزیک کوانتومی در نیمه اول قرن بیستم عمدتاً از طریق کار روی درک ما در مورد چگونگی تعامل و ارتباط فوتون ها و ماده توسعه یافت. این ، با این حال ، به عنوان یک مطالعه در مورد موضوع بیشتر از نور درگیر مشاهده شد.

در سال 1953 ، ماسر (که مایکروویوهای منسجم ساطع می کند) ساخته شد و در 1960 لیزر (که نور منسجم منتشر می کند). از آنجا که خاصیت نوری که در این دستگاه ها دخیل است اهمیت بیشتری پیدا کرد ، نوری کوانتومی به عنوان اصطلاح این رشته تحصیلی تخصصی شروع به کار کرد.

یافته ها

اپتیک کوانتومی (و فیزیک کوانتومی به عنوان یک کل) تابش الکترومغناطیسی را به عنوان یک موج و یک ذره همزمان حرکت می کند. این پدیده دوگانگی موج-ذره نامیده می شود .

رایج ترین توضیح در مورد چگونگی این کار این است که فوتون ها در یک جریان از ذرات حرکت می کنند ، اما رفتار کلی آن ذرات توسط یک تابع موج کوانتومی تعیین می شود که احتمال وجود ذرات در یک مکان معین را در زمان معین تعیین می کند.

مطلب پیشنهادی منوجان
اثر فوتوالکتریک

با استفاده از الکترودینامیک کوانتومی (QED) ، همچنین می توان نوری کوانتومی را در قالب ایجاد و نابودی فوتون ها تفسیر کرد که توسط اپراتورهای میدانی شرح داده شده است. این رویکرد اجازه می دهد تا از برخی رویکردهای آماری استفاده شود که در تجزیه و تحلیل رفتار نور مفید است ، اگرچه این موضوع نشان دهنده آن است که از نظر جسمی در حال وقوع است ، بحثی است (اگرچه بیشتر افراد آن را فقط یک مدل ریاضی مفید می دانند).

برنامه های کاربردی

لیزر (و ماسر) مشهودترین کاربرد نوری کوانتومی است. نور ساطع شده از این دستگاه ها در حالت منسجم است ، به این معنی که نور از نزدیک شبیه به یک موج سینوسی کلاسیک است. در این حالت منسجم ، عملکرد موج مکانیکی کوانتومی (و بنابراین عدم قطعیت مکانیکی کوانتومی) به طور مساوی توزیع می شود. بنابراین ، نور ساطع شده از لیزر کاملاً مرتب است و عموماً محدود به حالت انرژی مشابه است (و بنابراین همان فرکانس و طول موج).

ارسال یک پاسخ

آدرس ایمیل شما منتشر نخواهد شد.