c*******t
发帖数: 953 | 1 发在别的版没人回，看来不贴在学术版是没有可能得到解决了。
【 以下文字转载自 Physics 讨论区 】
发信人: coldlight (荧惑), 信区: Physics
标 题: 问一个光子干涉的量子力学问题
发信站: BBS 未名空间站 (Thu May 24 16:39:30 2012, 美东)
我有一定的物理基础，没学过量子力学，但是最近有兴趣翻看了一些。有一点疑问，想请大拿们帮助释疑。
1.经典波动光学里面用波动理论推论出能有光的干涉现象的地方，在量子力学里面也必须能干涉，这个理解没错吧。
2.假设有一束光，被半反射镜分解成两束A和B，然后分别经过几个反射镜后再投射到屏幕上合成，应该有干涉现象吧？
3.假设其中B经过的一个反射镜M，是可以轻、薄、可以自由移动的。那么屏幕上还是应该继续有干涉现象吧？
以上是经典光学内容。下面是量子光学内容。
4.如果光子射在一个反射镜上，而这个反射镜是轻、薄、可以自由移动的，那么反射镜会被光子向后推动。光子自身被反射回去。反射镜获得动量来自入射光子动量，能量来自入射光子能量，那么入射光子被反射回去后应该会有一点点红移。对不对？
5.假定是用的单光子源。这个B反射镜向后的运动，对入射光子是一次观测，我们对这个镜子的运动再进行观测，就可以确定这个单光子是在光束A里，还是在光束B里。对不对？关于这个事，狄拉克在他的书里写（The principles of quantum mechanism,page 8）"One could carry out the energy measurement without destroying the component beam by, for example, reflecting the beam from a movable mirror and observing the recoil".
6.他继续说，"Our description of the photon allows us to infer that, after such an energy measurement, it would not be possible to bring about any interference effects between the two components."他就是说，不会有干涉了。
7.问题来了。任何反射镜都不可能是无限重、无限刚性的。总是有一点可移动性的。可是我们从1，2，3知道，这样的系统，在经典光学下是有干涉的。实验也可以证实是有干涉的。水面上的油，玻璃表面的镀膜，都说明这个。还有牛顿环什么的。可是当我们减轻其中一个反射镜M的重量的时候，根据狄拉克的说法，干涉会消失的。问，要轻到什么程度的时候，干涉会消失呢？在干涉消失之前，这反射镜的后退，不算观测么?不能用来确定光子是在哪个光路里么？
有谁能给我释疑一下呢？谢谢！
这个狄拉克的书，在google books里面有前面几十页的preview。link在这里：
books.google.com/books?id=XehUpGiM6FIC&printsec=frontcover&dq=the+principles+of+quantum+mechanics&hl=en&sa=X&ei=Yqe-T7zOKcS16gHWq4CpCg&ved=0CDwQuwUwAA |
d********f
发帖数: 43471 | 2 1 错了，不用看了
想请大拿们帮助释疑。
必须能干涉，这个理解没错吧。
屏幕上合成，应该有干涉现象吧？
应该继续有干涉现象吧？
镜会被光子向后推动。光子自身被反射回去。反射镜获得动量来自入射光子动量，能量
来自入射光子能量，那么入射光子被反射回去后应该会有一点点红移。对不对？
【在 c*******t 的大作中提到】
: 发在别的版没人回，看来不贴在学术版是没有可能得到解决了。
: 【 以下文字转载自 Physics 讨论区 】
: 发信人: coldlight (荧惑), 信区: Physics
: 标 题: 问一个光子干涉的量子力学问题
: 发信站: BBS 未名空间站 (Thu May 24 16:39:30 2012, 美东)
: 我有一定的物理基础，没学过量子力学，但是最近有兴趣翻看了一些。有一点疑问，想请大拿们帮助释疑。
: 1.经典波动光学里面用波动理论推论出能有光的干涉现象的地方，在量子力学里面也必须能干涉，这个理解没错吧。
: 2.假设有一束光，被半反射镜分解成两束A和B，然后分别经过几个反射镜后再投射到屏幕上合成，应该有干涉现象吧？
: 3.假设其中B经过的一个反射镜M，是可以轻、薄、可以自由移动的。那么屏幕上还是应该继续有干涉现象吧？
: 以上是经典光学内容。下面是量子光学内容。
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M******n
发帖数: 43051 | 3 光子动量变化测量得越准，其位置的不确定性就越大？
想请大拿们帮助释疑。
必须能干涉，这个理解没错吧。
屏幕上合成，应该有干涉现象吧？
应该继续有干涉现象吧？
【在 c*******t 的大作中提到】
: 发在别的版没人回，看来不贴在学术版是没有可能得到解决了。
: 【 以下文字转载自 Physics 讨论区 】
: 发信人: coldlight (荧惑), 信区: Physics
: 标 题: 问一个光子干涉的量子力学问题
: 发信站: BBS 未名空间站 (Thu May 24 16:39:30 2012, 美东)
: 我有一定的物理基础，没学过量子力学，但是最近有兴趣翻看了一些。有一点疑问，想请大拿们帮助释疑。
: 1.经典波动光学里面用波动理论推论出能有光的干涉现象的地方，在量子力学里面也必须能干涉，这个理解没错吧。
: 2.假设有一束光，被半反射镜分解成两束A和B，然后分别经过几个反射镜后再投射到屏幕上合成，应该有干涉现象吧？
: 3.假设其中B经过的一个反射镜M，是可以轻、薄、可以自由移动的。那么屏幕上还是应该继续有干涉现象吧？
: 以上是经典光学内容。下面是量子光学内容。
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d********f
发帖数: 43471 | 4 量子干涉和经典干涉不同，1就错了，后面不用看，而且测不准原理他也理解错了
【在 M******n 的大作中提到】
: 光子动量变化测量得越准，其位置的不确定性就越大？
:
: 想请大拿们帮助释疑。
: 必须能干涉，这个理解没错吧。
: 屏幕上合成，应该有干涉现象吧？
: 应该继续有干涉现象吧？
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f*******y
发帖数: 2368 | 5 你搞笑的吧。
quantum mechanics schrodinger wave equation里面为啥有wave这个词？
【在 d********f 的大作中提到】
: 1 错了，不用看了
:
: 想请大拿们帮助释疑。
: 必须能干涉，这个理解没错吧。
: 屏幕上合成，应该有干涉现象吧？
: 应该继续有干涉现象吧？
: 镜会被光子向后推动。光子自身被反射回去。反射镜获得动量来自入射光子动量，能量
: 来自入射光子能量，那么入射光子被反射回去后应该会有一点点红移。对不对？
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c*******t
发帖数: 953 | 6 1什么地方错了呢？我的意思是这个：如果用包含巨量光子的光束能产生干涉的实验，
那么改为单个光子慢慢积累，也能产生一样的干涉图样。后者不能用经典光学来解释，
但是前者可以。这个理解有地方错误吗？比如说，巨量光子的光束能产生干涉的实验，
改为单光子就不行了？ |
d********f
发帖数: 43471 | 7 这和interference有半毛钱关系么，我还有可以wave to you呢，我能和你干涉不？
【在 f*******y 的大作中提到】
: 你搞笑的吧。
: quantum mechanics schrodinger wave equation里面为啥有wave这个词？
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M******n
发帖数: 43051 | 8 在你不试图观测光子时可以
【在 c*******t 的大作中提到】
: 1什么地方错了呢？我的意思是这个：如果用包含巨量光子的光束能产生干涉的实验，
: 那么改为单个光子慢慢积累，也能产生一样的干涉图样。后者不能用经典光学来解释，
: 但是前者可以。这个理解有地方错误吗？比如说，巨量光子的光束能产生干涉的实验，
: 改为单光子就不行了？
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M******n
发帖数: 43051 | 9 可以的，我相信你
【在 d********f 的大作中提到】
: 这和interference有半毛钱关系么，我还有可以wave to you呢，我能和你干涉不？
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d*l
发帖数: 1810 | |
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c*******t
发帖数: 953 | 11
我的问题就是关于这个的，根据Dirac说的，可移动反射镜也是观测；用可移动反射镜
后就不会有干涉；可是普通反射镜也是非无限质量的、非无限刚性的，它也是可移动反
射镜，可是干涉是存在的。那么，在这样的实验里面，是不是又观测了，又有干涉？
【在 M******n 的大作中提到】
: 在你不试图观测光子时可以
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f*******y
发帖数: 2368 | 12 看了下面这个你再胡扯不迟：
http://www.westga.edu/~jhasbun/physics/goldh20.pdf
【在 d********f 的大作中提到】
: 这和interference有半毛钱关系么，我还有可以wave to you呢，我能和你干涉不？
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M******n
发帖数: 43051 | 13 光子的能级又不是连续的，普通反射镜也只有在轻薄到一定程度后才会导致光子损失能
量产生红移啊
【在 c*******t 的大作中提到】
:
: 我的问题就是关于这个的，根据Dirac说的，可移动反射镜也是观测；用可移动反射镜
: 后就不会有干涉；可是普通反射镜也是非无限质量的、非无限刚性的，它也是可移动反
: 射镜，可是干涉是存在的。那么，在这样的实验里面，是不是又观测了，又有干涉？
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c*******t
发帖数: 953 | 14
好东西，我的问题的答案可能就在这里面。
【在 f*******y 的大作中提到】
: 看了下面这个你再胡扯不迟：
: http://www.westga.edu/~jhasbun/physics/goldh20.pdf
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d********f
发帖数: 43471 | 15 我不用读这种破烂，你解释一下什么叫量子干涉和经典干涉条件相同，你的量子力学是
哪个老师教的？
【在 f*******y 的大作中提到】
: 看了下面这个你再胡扯不迟：
: http://www.westga.edu/~jhasbun/physics/goldh20.pdf
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c*******t
发帖数: 953 | 16
不会吧，光子是自由的，又没有束缚，怎么会不连续？太阳帆的原理里面也没有说到入
射光子带来的动量还和太阳帆自身的质量有关？
【在 M******n 的大作中提到】
: 光子的能级又不是连续的，普通反射镜也只有在轻薄到一定程度后才会导致光子损失能
: 量产生红移啊
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g***s
发帖数: 733 | 17 “用可移动反射镜"不是观测，要“观察镜子是否移动了”才是观测。
当你观测了，得出光子是从A路还是B路走的结论，这时，干涉就不存在了。
就像杨氏双缝或麦克尔逊干涉仪，当通过观测得到光子是从哪一路走的信息时，干涉就
不存在了。
干涉最终是几率波的干涉，只有当你不去观察的时候，光子才有通过5A或B的50%几率，
才会有干涉。当可以确定光子的路线时，conditional probability就变成100%和0%，
你可以用同样的干涉公式算，但是干涉项就变成0了。
【在 c*******t 的大作中提到】
:
: 不会吧，光子是自由的，又没有束缚，怎么会不连续？太阳帆的原理里面也没有说到入
: 射光子带来的动量还和太阳帆自身的质量有关？
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g***s
发帖数: 733 | 18 是电磁场的能量不是连续的。光子是否能损失能量和镜子的质量没关系吧？
【在 M******n 的大作中提到】
: 光子的能级又不是连续的，普通反射镜也只有在轻薄到一定程度后才会导致光子损失能
: 量产生红移啊
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M******n
发帖数: 43051 | 19 对，我想错了
想到光电效应了-_-
你的解释我觉得是对的
【在 g***s 的大作中提到】
: 是电磁场的能量不是连续的。光子是否能损失能量和镜子的质量没关系吧？
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c*******t
发帖数: 953 | 20
这个我考虑过了，我觉得你说的““观察镜子是否移动了”才是观测”有问题。镜子获
得一些动量后退。然后入射光子反射回去打到屏幕。此时我还没有去观测镜子的后退呢
。这时有无干涉？如果有，我再去观测镜子的后退。怎么观测我还没想好，是不是可以
用镜子的侧面来遮挡一个光双缝实验的缝隙？镜子后退虽然慢，但是经过很长时间，也
可以行进到位，遮住其中一个缝隙。这时我就可以知道这镜子有无后退。“延迟观测”
实验？
【在 g***s 的大作中提到】
: “用可移动反射镜"不是观测，要“观察镜子是否移动了”才是观测。
: 当你观测了，得出光子是从A路还是B路走的结论，这时，干涉就不存在了。
: 就像杨氏双缝或麦克尔逊干涉仪，当通过观测得到光子是从哪一路走的信息时，干涉就
: 不存在了。
: 干涉最终是几率波的干涉，只有当你不去观察的时候，光子才有通过5A或B的50%几率，
: 才会有干涉。当可以确定光子的路线时，conditional probability就变成100%和0%，
: 你可以用同样的干涉公式算，但是干涉项就变成0了。
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f*******y
发帖数: 2368 | 21 改变了能量（i.e.，频率）的光子，和原来的光子就不再相干。。。
【在 g***s 的大作中提到】
: 是电磁场的能量不是连续的。光子是否能损失能量和镜子的质量没关系吧？
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f*******y
发帖数: 2368 | 22 只要是能观测到的干涉现象，用啥理论解释都会得出有干涉的结论。
【在 d********f 的大作中提到】
: 我不用读这种破烂，你解释一下什么叫量子干涉和经典干涉条件相同，你的量子力学是
: 哪个老师教的？
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c*******t
发帖数: 953 | 23
这就是我的问题啊。改变了多少算改变了？10^(-20)这么多呢？因为任何镜子都不是无
线刚性、无限质量的，所以一丁点的改变是不可避免的。但是大家经典光学实验一直在
做，干涉是有的。所以这个相干不相干，和改变量的多少是有关的。待会我去看看前面
某楼提供的time dependent的薛定谔方程那个pdf。
【在 f*******y 的大作中提到】
: 改变了能量（i.e.，频率）的光子，和原来的光子就不再相干。。。
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N***m
发帖数: 4460 | 24 频率不是度量相干的维度。极化方向可以是的。
更进一步说，单光子未必是单个频率的光子
【在 f*******y 的大作中提到】
: 改变了能量（i.e.，频率）的光子，和原来的光子就不再相干。。。
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N***m
发帖数: 4460 | 25 这个很大的镜子的作用估计就是密度矩阵的相干项损失一丁点。
【在 c*******t 的大作中提到】
:
: 这就是我的问题啊。改变了多少算改变了？10^(-20)这么多呢？因为任何镜子都不是无
: 线刚性、无限质量的，所以一丁点的改变是不可避免的。但是大家经典光学实验一直在
: 做，干涉是有的。所以这个相干不相干，和改变量的多少是有关的。待会我去看看前面
: 某楼提供的time dependent的薛定谔方程那个pdf。
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c*******t
发帖数: 953 | 26
这给我个启示。是不是这相干项损失的一丁点，现在到了镜子那里去了。换句话说，镜
子和反射回来的光子，现在是处于纠缠态。如果这个光子有干涉了，那么我再去测量镜
子，就测不到后退。如果这个光子没有（和另外一路的自己）干涉，那么就可以测量到
镜子后退。你看我的理解有道理吗？
【在 N***m 的大作中提到】
: 这个很大的镜子的作用估计就是密度矩阵的相干项损失一丁点。
|
H********n
发帖数: 207 | 27 如果你的目的就是去确定有没有光子撞上去了，这个跟反射镜普通不普通没关系。像你
说的，都会动，最大的区别就是动多动少，你的测量结果误差多大而已。
量子干涉是一个光子‘自己跟自己’干涉。你的例子里面，就是它从一个镜子走的path
和它从另外一面镜子走的path之间的干涉。如果你测量了某一个镜子，那么你就100%确
定了它从哪个镜子走的，那这个光子的path就确定了，就不会有干涉了。
至于你的疑问，为什么镜子都能动还是有干涉呢？参考薛定谔猫。你能从那里找到你可
以接受的解释，你的这个问题也就能解释了。
【在 c*******t 的大作中提到】
:
: 这给我个启示。是不是这相干项损失的一丁点，现在到了镜子那里去了。换句话说，镜
: 子和反射回来的光子，现在是处于纠缠态。如果这个光子有干涉了，那么我再去测量镜
: 子，就测不到后退。如果这个光子没有（和另外一路的自己）干涉，那么就可以测量到
: 镜子后退。你看我的理解有道理吗？
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N***m
发帖数: 4460 | 28 我个人觉得你的结论不对。
【在 c*******t 的大作中提到】
:
: 这给我个启示。是不是这相干项损失的一丁点，现在到了镜子那里去了。换句话说，镜
: 子和反射回来的光子，现在是处于纠缠态。如果这个光子有干涉了，那么我再去测量镜
: 子，就测不到后退。如果这个光子没有（和另外一路的自己）干涉，那么就可以测量到
: 镜子后退。你看我的理解有道理吗？
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k*****e
发帖数: 22013 | 29 我觉得他的问题是，如果观察到干涉以后，再去检查镜子动了没有。
这种延迟的检查，结果会怎么样？
实际上，好像哥本哈根解释，就是动摇了因果律。我不懂，只是有这么个印象。
path
【在 H********n 的大作中提到】
: 如果你的目的就是去确定有没有光子撞上去了，这个跟反射镜普通不普通没关系。像你
: 说的，都会动，最大的区别就是动多动少，你的测量结果误差多大而已。
: 量子干涉是一个光子‘自己跟自己’干涉。你的例子里面，就是它从一个镜子走的path
: 和它从另外一面镜子走的path之间的干涉。如果你测量了某一个镜子，那么你就100%确
: 定了它从哪个镜子走的，那这个光子的path就确定了，就不会有干涉了。
: 至于你的疑问，为什么镜子都能动还是有干涉呢？参考薛定谔猫。你能从那里找到你可
: 以接受的解释，你的这个问题也就能解释了。
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g***s
发帖数: 733 | 30 你的这个问题，“这时有无干涉？”，不是个有效问题。干涉是个统计效应，我们用几
率波计算光子干涉后的分布，但是这个分部只有在大量光子的统计效应下才可以观测到
。对于你的这个实验，一个光子过后，屏幕上接受的只是一个亮点，何来“干涉”？
你的问题也许应该这样问，在单光子试验中，是否仍可使用几率波干涉模型来计算光子
分布？我认为是的。那你要问，我们做好多次这样的实验，岂不是又知道了光子路径，
又观察到了干涉条纹？我认为不会。
在你的试验中，我们涉及到的干涉，由于频移的影响，是一个拍。为了重复你的实验，
必须观测镜子并把它复位，这样实验不可能无限快，所以每一个光子的干涉计算是时变的，也就
是说是不同的，最后你在屏幕上观测到的是一个平均结果，是没有干涉条文的。
前面有人说，不同频率的光是不相干的，本来也观察不到。这里的假设是拍频太快，探
测器响应不了。假设探测器够快，或者光够强，是可以看到的。在你的试验中，如果用
强光，屏幕上会显现干涉条文，而此条文是时变的；如果用单光子，由于要检测镜子移
动，是不能在短时间观测到条文的。
所以一句话，干涉的几率波计算总是有效的，是否能观察到干涉，取决你怎样设计实验。
【在 c*******t 的大作中提到】
:
: 这给我个启示。是不是这相干项损失的一丁点，现在到了镜子那里去了。换句话说，镜
: 子和反射回来的光子，现在是处于纠缠态。如果这个光子有干涉了，那么我再去测量镜
: 子，就测不到后退。如果这个光子没有（和另外一路的自己）干涉，那么就可以测量到
: 镜子后退。你看我的理解有道理吗？
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g***s
发帖数: 733 | 31 我认为仍然可以计算干涉，只是干涉项变成时变量，能否观察到取决检测速度。
【在 f*******y 的大作中提到】
: 改变了能量（i.e.，频率）的光子，和原来的光子就不再相干。。。
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d********f
发帖数: 43471 | 32 这种就不是dirac原来讨论的情景了
【在 N***m 的大作中提到】
: 频率不是度量相干的维度。极化方向可以是的。
: 更进一步说，单光子未必是单个频率的光子
|
d********f
发帖数: 43471 | 33 还是1万变啊，quantum interference和classical interference没有直接对等的关系
，这个是大本量子力学的第一课，如果到现在还在纠缠这个，那你要重修了。quantum
interference本质上是自己和自己纠缠，我不懂你在讨论什么，我根本没看他的问题，
因为我相信dirac不会错，如果dirac错了全体物理学家明天都该从大学消失
【在 f*******y 的大作中提到】
: 只要是能观测到的干涉现象，用啥理论解释都会得出有干涉的结论。
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c*******t
发帖数: 953 | 34
quantum
我觉得他（不是dirac）没说错，如果观察到干涉，如果波动光学能够解释，量子力学
应该也能解释。狄拉克自己说的，量子力学里面的每一个态就对应经典光学里面的一个
波函数，只是现在这个波函数的模平方代表一个结果的概率，那么大量的光子给出的结
果就和经典光学结果一样。实践还是主要的，实践看到的东西，没被证伪的理论给出的
结论应该都一样，无论理论里面的机制是如何不同。
【在 d********f 的大作中提到】
: 还是1万变啊，quantum interference和classical interference没有直接对等的关系
: ，这个是大本量子力学的第一课，如果到现在还在纠缠这个，那你要重修了。quantum
: interference本质上是自己和自己纠缠，我不懂你在讨论什么，我根本没看他的问题，
: 因为我相信dirac不会错，如果dirac错了全体物理学家明天都该从大学消失
|
g***s
发帖数: 733 | 35 楼主第一条叙述的不严密，但是他的问题是有效的。他的假想试验也并没有和现有理论
矛盾。
quantum
【在 d********f 的大作中提到】
: 还是1万变啊，quantum interference和classical interference没有直接对等的关系
: ，这个是大本量子力学的第一课，如果到现在还在纠缠这个，那你要重修了。quantum
: interference本质上是自己和自己纠缠，我不懂你在讨论什么，我根本没看他的问题，
: 因为我相信dirac不会错，如果dirac错了全体物理学家明天都该从大学消失
|
N***m
发帖数: 4460 | 36 多谢指正，我也是顺着大家讨论展开的。
其实如果把镜子也看成量子系统，则系统整个的波函数
WF = |L>|p> + |R>|0>
其中第一个对应于光子，第二个对应于可以自由移动的镜子，
并且|p>=exp^{i(p^2/2mt-px)} hbar=1 波函数归一化 etc
镜子的其他自由度在这里忽略，假设光子和镜子只有recoil effect,
并且假设平面波 ie
=exp^{ik'x-iw't}
=exp^{ik(x+d)-iwt}
这里|k-k'|<<|k|,same for w and w,
所以系统的整个的密度矩阵就是
density matrix = |WF>
trace over 镜子 仍然得到干涉。
不过即使对于平面波，干涉图像得visibility也不是最大的。
【在 d********f 的大作中提到】
: 这种就不是dirac原来讨论的情景了
|
c*******7
发帖数: 17225 | |
N***m
发帖数: 4460 | 38 agree
【在 d********f 的大作中提到】
: 还是1万变啊，quantum interference和classical interference没有直接对等的关系
: ，这个是大本量子力学的第一课，如果到现在还在纠缠这个，那你要重修了。quantum
: interference本质上是自己和自己纠缠，我不懂你在讨论什么，我根本没看他的问题，
: 因为我相信dirac不会错，如果dirac错了全体物理学家明天都该从大学消失
|
a***e
发帖数: 27968 | 39 镜子开始也不是静止的，特别是和光子互作用的原子们
要观测到你要的现象，也就是镜子反弹，镜子得是个原子
【在 c*******t 的大作中提到】
:
: quantum
: 我觉得他（不是dirac）没说错，如果观察到干涉，如果波动光学能够解释，量子力学
: 应该也能解释。狄拉克自己说的，量子力学里面的每一个态就对应经典光学里面的一个
: 波函数，只是现在这个波函数的模平方代表一个结果的概率，那么大量的光子给出的结
: 果就和经典光学结果一样。实践还是主要的，实践看到的东西，没被证伪的理论给出的
: 结论应该都一样，无论理论里面的机制是如何不同。
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N***m
发帖数: 4460 | 40 你说的这个不是问题的主要因素，因为通常情况下光子的尺度远大于原子的
【在 a***e 的大作中提到】
: 镜子开始也不是静止的，特别是和光子互作用的原子们
: 要观测到你要的现象，也就是镜子反弹，镜子得是个原子
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a***e
发帖数: 27968 | 41 这个就不对了
怎么看到单光子的干涉？
竖个屏，然后看光子的落点，一个落点是没有干涉信息的
看到干涉，表明你得收集很多单光子过程，麻烦就出来了，
如果你一次性短时间收集一堆，这时候镜子的移动已经被掩盖了，
你不知道哪个是哪个
如果你收到一个，然后跑去看镜子动，这个需要足够的时间或者移动
你测出来了，你镜子的位置也变了，这个干涉的臂长也变了
光子是有空间相干长度和时间相干长度的
下一个光子，经过这么折腾后，遵循的自干涉和上一个光子不一样了
这样就看不到条纹了
【在 k*****e 的大作中提到】
: 我觉得他的问题是，如果观察到干涉以后，再去检查镜子动了没有。
: 这种延迟的检查，结果会怎么样？
: 实际上，好像哥本哈根解释，就是动摇了因果律。我不懂，只是有这么个印象。
:
: path
|
N***m
发帖数: 4460 | 42 again，我觉得你说的不是问题的主要方面。
你说的都是具体的实验的technical difficulty，但不是本质的困难。
比如你可以准备很多套一样的实验装置，然后统计
【在 a***e 的大作中提到】
: 这个就不对了
: 怎么看到单光子的干涉？
: 竖个屏，然后看光子的落点，一个落点是没有干涉信息的
: 看到干涉，表明你得收集很多单光子过程，麻烦就出来了，
: 如果你一次性短时间收集一堆，这时候镜子的移动已经被掩盖了，
: 你不知道哪个是哪个
: 如果你收到一个，然后跑去看镜子动，这个需要足够的时间或者移动
: 你测出来了，你镜子的位置也变了，这个干涉的臂长也变了
: 光子是有空间相干长度和时间相干长度的
: 下一个光子，经过这么折腾后，遵循的自干涉和上一个光子不一样了
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a***e
发帖数: 27968 | 43 光子反射，也就recoil个原子层什么的，其实是在和声子搞
实际影响可能还没有镜子自身热震动给力
谁给估算一下得怎样才能不超过测不准极限？
【在 N***m 的大作中提到】
: 你说的这个不是问题的主要因素，因为通常情况下光子的尺度远大于原子的
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a***e
发帖数: 27968 | 44 一样在实验上是不可能的，这个涉及精确的臂长
观测对量子干涉的影响就是不可避免改变自干涉本身
【在 N***m 的大作中提到】
: again，我觉得你说的不是问题的主要方面。
: 你说的都是具体的实验的technical difficulty，但不是本质的困难。
: 比如你可以准备很多套一样的实验装置，然后统计
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N***m
发帖数: 4460 | 45 我瞬间无语了，呵呵
【在 a***e 的大作中提到】
: 一样在实验上是不可能的，这个涉及精确的臂长
: 观测对量子干涉的影响就是不可避免改变自干涉本身
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a***e
发帖数: 27968 | 46 不是可观测的问题，是本质上没有干涉图样了
【在 N***m 的大作中提到】
: 多谢指正，我也是顺着大家讨论展开的。
: 其实如果把镜子也看成量子系统，则系统整个的波函数
: WF = |L>|p> + |R>|0>
: 其中第一个对应于光子，第二个对应于可以自由移动的镜子，
: 并且|p>=exp^{i(p^2/2mt-px)} hbar=1 波函数归一化 etc
: 镜子的其他自由度在这里忽略，假设光子和镜子只有recoil effect,
: 并且假设平面波 ie
: =exp^{ik'x-iw't}
: =exp^{ik(x+d)-iwt}
: 这里|k-k'|<<|k|,same for w and w,
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g***s
发帖数: 733 | 47 这其实是主要方面，老爱和老玻当年总用假想试验来扣细节。
你说的这个多套装置的方法是不行的，因为光源相干性就变了。
【在 N***m 的大作中提到】
: again，我觉得你说的不是问题的主要方面。
: 你说的都是具体的实验的technical difficulty，但不是本质的困难。
: 比如你可以准备很多套一样的实验装置，然后统计
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a***e
发帖数: 27968 | 48 你要是统计无数台单光子实验装置，每个只做一个
然后能叠出个干涉条纹，那才是奇迹
【在 N***m 的大作中提到】
: 我瞬间无语了，呵呵
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g***s
发帖数: 733 | 49 实验上不可能，但不是臂长，是光源的相干性，多个光源不能等效于单个光源。
【在 a***e 的大作中提到】
: 一样在实验上是不可能的，这个涉及精确的臂长
: 观测对量子干涉的影响就是不可避免改变自干涉本身
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N***m
发帖数: 4460 | 50 你说得对，但是这个也不是主要问题。我记得当年有过一篇很有名的文章，
讲如何制造三个光子的相干态的，
“Direct generation of photon triplets using cascaded photon-pair sources“
【在 g***s 的大作中提到】
: 实验上不可能，但不是臂长，是光源的相干性，多个光源不能等效于单个光源。
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g***s
发帖数: 733 | 51 不是很理解你说“这个也不是主要问题”是什么意思？那你看来什么是主要问题呢？
【在 N***m 的大作中提到】
: 你说得对，但是这个也不是主要问题。我记得当年有过一篇很有名的文章，
: 讲如何制造三个光子的相干态的，
: “Direct generation of photon triplets using cascaded photon-pair sources“
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N***m
发帖数: 4460 | 52 下面贴了那个文章的标题了，如何造多个光子源。
现在主要是技术难点，不是原则上的不可能。
【在 g***s 的大作中提到】
: 不是很理解你说“这个也不是主要问题”是什么意思？那你看来什么是主要问题呢？
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a***e
发帖数: 27968 | 53 你就是制造了无数光子的相干态
一旦对其中一个光子观测，大家都不相干了
【在 N***m 的大作中提到】
: 你说得对，但是这个也不是主要问题。我记得当年有过一篇很有名的文章，
: 讲如何制造三个光子的相干态的，
: “Direct generation of photon triplets using cascaded photon-pair sources“
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N***m
发帖数: 4460 | 54 晕倒，被你们绕糊涂了，这个问题和相干没啥关系
【在 a***e 的大作中提到】
: 你就是制造了无数光子的相干态
: 一旦对其中一个光子观测，大家都不相干了
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g***s
发帖数: 733 | 55 没读过这文章，不知道这个光源是什么干涉特性。
总之，回到楼主的问题上，我相信的是，只要你检测到光子的路径，肯定会影响到干涉
统计，也肯定有符合现有理论的解释。楼主的假想试验是解释的通的。
你的这片文章，恐怕我没时间去看，但是如果看了，我相信能找出理由解释，为什么不
能用来建造identical的多个光源来模拟单一光源的系统。
【在 N***m 的大作中提到】
: 下面贴了那个文章的标题了，如何造多个光子源。
: 现在主要是技术难点，不是原则上的不可能。
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a***e
发帖数: 27968 | 56 当然是臂长
干涉条纹的位置强度etc是和臂长绝对相关的
臂长变了，条纹移动，无数相对移动的条纹叠加就是个白斑
当你有一个可自由移动的镜子而你要精确给镜子定位的时候，
测不准说这个镜子的动量是不确定的
你没办法控制光子到达的时间，试验的时候，
不同机器的臂长还是不同
对初始动量不确定的东西测recoil也是不可能的
【在 g***s 的大作中提到】
: 实验上不可能，但不是臂长，是光源的相干性，多个光源不能等效于单个光源。
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g***s
发帖数: 733 | 57 光子干涉计算使用的波函数，或者说费曼路径积分的那些函数，是由光源决定的。
【在 N***m 的大作中提到】
: 晕倒，被你们绕糊涂了，这个问题和相干没啥关系
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a***e
发帖数: 27968 | 58 你用同一光源分光就是了
【在 g***s 的大作中提到】
: 没读过这文章，不知道这个光源是什么干涉特性。
: 总之，回到楼主的问题上，我相信的是，只要你检测到光子的路径，肯定会影响到干涉
: 统计，也肯定有符合现有理论的解释。楼主的假想试验是解释的通的。
: 你的这片文章，恐怕我没时间去看，但是如果看了，我相信能找出理由解释，为什么不
: 能用来建造identical的多个光源来模拟单一光源的系统。
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g***s
发帖数: 733 | 59 在这个问题里面，干涉对臂长不敏感，只要把镜子位置固定比如在纳米精度，干涉条文
的横向移动很小，不会wash out.
【在 a***e 的大作中提到】
: 当然是臂长
: 干涉条纹的位置强度etc是和臂长绝对相关的
: 臂长变了，条纹移动，无数相对移动的条纹叠加就是个白斑
: 当你有一个可自由移动的镜子而你要精确给镜子定位的时候，
: 测不准说这个镜子的动量是不确定的
: 你没办法控制光子到达的时间，试验的时候，
: 不同机器的臂长还是不同
: 对初始动量不确定的东西测recoil也是不可能的
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g***s
发帖数: 733 | 60 分光也没有用,每个子系统都不会有干涉,平均当然也不会有干涉.
【在 a***e 的大作中提到】
: 你用同一光源分光就是了
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a***e
发帖数: 27968 | 61 要求的是可自由移动的镜子，无阻力的，镜子精确定位了，纳米精度
镜子的动量就不可能是绝对0，这会影响recoil的测量，要知道，
这个待侧动量是两倍光子的大小，也就是2h/ramda
定位精度*动量精度=dx*2h/ramda>=h/2
为了能测recoil，不可能定位精确于ramda/4,正好足够毁了整个条纹
想用多台机器做这个实验就是原则上不可能
【在 g***s 的大作中提到】
: 在这个问题里面，干涉对臂长不敏感，只要把镜子位置固定比如在纳米精度，干涉条文
: 的横向移动很小，不会wash out.
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d********f
发帖数: 43471 | 62 我最讨厌这种challenge 公理系统的理想试验了，一点意义都没有，民科最爱，跟永动
机完全是一个意思
【在 a***e 的大作中提到】
: 要求的是可自由移动的镜子，无阻力的，镜子精确定位了，纳米精度
: 镜子的动量就不可能是绝对0，这会影响recoil的测量，要知道，
: 这个待侧动量是两倍光子的大小，也就是2h/ramda
: 定位精度*动量精度=dx*2h/ramda>=h/2
: 为了能测recoil，不可能定位精确于ramda/4,正好足够毁了整个条纹
: 想用多台机器做这个实验就是原则上不可能
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f*******y
发帖数: 2368 | 63 完全同意。。。
【在 g***s 的大作中提到】
: 我认为仍然可以计算干涉，只是干涉项变成时变量，能否观察到取决检测速度。
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c*******l
发帖数: 368 | 64 dirac说的是量子现象。
【在 c*******t 的大作中提到】
:
: quantum
: 我觉得他（不是dirac）没说错，如果观察到干涉，如果波动光学能够解释，量子力学
: 应该也能解释。狄拉克自己说的，量子力学里面的每一个态就对应经典光学里面的一个
: 波函数，只是现在这个波函数的模平方代表一个结果的概率，那么大量的光子给出的结
: 果就和经典光学结果一样。实践还是主要的，实践看到的东西，没被证伪的理论给出的
: 结论应该都一样，无论理论里面的机制是如何不同。
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c*******l
发帖数: 368 | 65 人去“检查”的时间跟观测的时间没有关系
好比detector纪录下光子的信息，但是我今天不看睡一觉明天去看，有意义么
【在 k*****e 的大作中提到】
: 我觉得他的问题是，如果观察到干涉以后，再去检查镜子动了没有。
: 这种延迟的检查，结果会怎么样？
: 实际上，好像哥本哈根解释，就是动摇了因果律。我不懂，只是有这么个印象。
:
: path
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c*******l
发帖数: 368 | 66 镜子是可以cool下来的
【在 a***e 的大作中提到】
: 光子反射，也就recoil个原子层什么的，其实是在和声子搞
: 实际影响可能还没有镜子自身热震动给力
: 谁给估算一下得怎样才能不超过测不准极限？
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c*******l
发帖数: 368 | 67 lambda
(不好意思 有点忍不住)
【在 a***e 的大作中提到】
: 要求的是可自由移动的镜子，无阻力的，镜子精确定位了，纳米精度
: 镜子的动量就不可能是绝对0，这会影响recoil的测量，要知道，
: 这个待侧动量是两倍光子的大小，也就是2h/ramda
: 定位精度*动量精度=dx*2h/ramda>=h/2
: 为了能测recoil，不可能定位精确于ramda/4,正好足够毁了整个条纹
: 想用多台机器做这个实验就是原则上不可能
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a***e
发帖数: 27968 | 68 原子的0点振动，估计动量都比那光子大
【在 c*******l 的大作中提到】
: 镜子是可以cool下来的
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a***e
发帖数: 27968 | 69 大家就是懒得提笔算数量级
【在 d********f 的大作中提到】
: 我最讨厌这种challenge 公理系统的理想试验了，一点意义都没有，民科最爱，跟永动
: 机完全是一个意思
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w****j
发帖数: 5581 | 70 俺给个评价：not even wrong.
想请大拿们帮助释疑。
必须能干涉，这个理解没错吧。
屏幕上合成，应该有干涉现象吧？
应该继续有干涉现象吧？
镜会被光子向后推动。光子自身被反射回去。反射镜获得动量来自入射光子动量，能量
来自入射光子能量，那么入射光子被反射回去后应该会有一点点红移。对不对？
【在 c*******t 的大作中提到】
: 发在别的版没人回，看来不贴在学术版是没有可能得到解决了。
: 【 以下文字转载自 Physics 讨论区 】
: 发信人: coldlight (荧惑), 信区: Physics
: 标 题: 问一个光子干涉的量子力学问题
: 发信站: BBS 未名空间站 (Thu May 24 16:39:30 2012, 美东)
: 我有一定的物理基础，没学过量子力学，但是最近有兴趣翻看了一些。有一点疑问，想请大拿们帮助释疑。
: 1.经典波动光学里面用波动理论推论出能有光的干涉现象的地方，在量子力学里面也必须能干涉，这个理解没错吧。
: 2.假设有一束光，被半反射镜分解成两束A和B，然后分别经过几个反射镜后再投射到屏幕上合成，应该有干涉现象吧？
: 3.假设其中B经过的一个反射镜M，是可以轻、薄、可以自由移动的。那么屏幕上还是应该继续有干涉现象吧？
: 以上是经典光学内容。下面是量子光学内容。
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t****t
发帖数: 6806 | |
l*****e
发帖数: 16384 | |
c*******t
发帖数: 953 | 73 我自己觉得有道理。这和单电子的散射有多大的区别呢？如果在镜子的位置是一个自由
电子，我想没有人会反对说这个自由电子没有和入射和反射光子纠缠。如果是一个带核
外电子的自由原子呢？也是纠缠的吧。那么两个原子，三个原子。。。到一块镜子，没
有本质区别吧？
，镜子和反射回来的光子，现在是处于纠缠态。如果这个光子有干涉了，那么我再去测
量镜子，就测不到后退。如果这个光子没有（和另外一路的自己）干涉，那么就可以测
量到镜子后退。你看我的理解有道理吗？
【在 N***m 的大作中提到】
: 我个人觉得你的结论不对。
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d********f
发帖数: 43471 | 74 我看费曼要从坟里爬出来了
【在 c*******t 的大作中提到】
: 我自己觉得有道理。这和单电子的散射有多大的区别呢？如果在镜子的位置是一个自由
: 电子，我想没有人会反对说这个自由电子没有和入射和反射光子纠缠。如果是一个带核
: 外电子的自由原子呢？也是纠缠的吧。那么两个原子，三个原子。。。到一块镜子，没
: 有本质区别吧？
:
: ，镜子和反射回来的光子，现在是处于纠缠态。如果这个光子有干涉了，那么我再去测
: 量镜子，就测不到后退。如果这个光子没有（和另外一路的自己）干涉，那么就可以测
: 量到镜子后退。你看我的理解有道理吗？
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c*******t
发帖数: 953 | 75
这是狄拉克提出来的理想实验，不是哪个民科提的。我只是对他的结论有疑问，问问而
已。
你可以谈谈你的理解。另外你在二楼说的我的第一条说法是错误的，我在六楼问为什么
错了，你也不答。我想听听你谈谈那个为什么是错误的。
【在 d********f 的大作中提到】
: 我最讨厌这种challenge 公理系统的理想试验了，一点意义都没有，民科最爱，跟永动
: 机完全是一个意思
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c*******t
发帖数: 953 | 76
你连费曼都认识，我看是大牛了。大牛不能老是在一边冷言冷语，也来谈两句，帮帮忙
吧。
【在 d********f 的大作中提到】
: 我看费曼要从坟里爬出来了
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d********f
发帖数: 43471 | 77 我实在无法回答这个问题，因为我认为我根本不觉得这是个问题，您先告诉我您什么
background把，您接受过多久的物理学教育？因为基本上大本量子力学学了就知道你那
第一条不对啊
【在 c*******t 的大作中提到】
:
: 你连费曼都认识，我看是大牛了。大牛不能老是在一边冷言冷语，也来谈两句，帮帮忙
: 吧。
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c*******t
发帖数: 953 | 78 background是（都是大学的）线代，微分方程，实变，复变，数学分析；电磁学，光学
，原子物理，理论力学，热力学和统计物理，都是A。没学量子力学，所以现在自己在
看狄拉克的量子力学原理，看完了第一章和第二章的一半，对第一章第八页里面这个狄
拉克说的理想实验有疑问，所以来这里提问希望能够得到解答。
【在 d********f 的大作中提到】
: 我实在无法回答这个问题，因为我认为我根本不觉得这是个问题，您先告诉我您什么
: background把，您接受过多久的物理学教育？因为基本上大本量子力学学了就知道你那
: 第一条不对啊
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d********f
发帖数: 43471 | 79 什么学校居然可以不学量子力学就上原子物理？
【在 c*******t 的大作中提到】
: background是（都是大学的）线代，微分方程，实变，复变，数学分析；电磁学，光学
: ，原子物理，理论力学，热力学和统计物理，都是A。没学量子力学，所以现在自己在
: 看狄拉克的量子力学原理，看完了第一章和第二章的一半，对第一章第八页里面这个狄
: 拉克说的理想实验有疑问，所以来这里提问希望能够得到解答。
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c*******t
发帖数: 953 | 80
我觉得我背景够了，大概能够看懂你的解释了吧？那么请吧。
【在 d********f 的大作中提到】
: 什么学校居然可以不学量子力学就上原子物理？
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d********f
发帖数: 43471 | 81 解释什么？
【在 c*******t 的大作中提到】
:
: 我觉得我背景够了，大概能够看懂你的解释了吧？那么请吧。
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T******t
发帖数: 320 | 82 导师你好。
行为艺术大师。
成果登上杂志封面，并被行为艺
担任joke子刊副主编
【在 d********f 的大作中提到】
: 解释什么？
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s*******e
发帖数: 272 | 83 我也觉得有道理。这个可以看成康普顿散射问题。
你的问题可以重新表述如下：
设想光子有两个路径，一个路径会与一个自由粒子发生一次康普顿散射，另外一个路径
是自由传播。那么，这两个路径是否会因为康普顿散射丧失相干性。
我不知道答案，但是倾向于认为相干性会丧失。
原因是如果相干性依然保持，康普顿散射花样会因此而出现调制花样。这个花样好像不
存在。
【在 c*******t 的大作中提到】
: 我自己觉得有道理。这和单电子的散射有多大的区别呢？如果在镜子的位置是一个自由
: 电子，我想没有人会反对说这个自由电子没有和入射和反射光子纠缠。如果是一个带核
: 外电子的自由原子呢？也是纠缠的吧。那么两个原子，三个原子。。。到一块镜子，没
: 有本质区别吧？
:
: ，镜子和反射回来的光子，现在是处于纠缠态。如果这个光子有干涉了，那么我再去测
: 量镜子，就测不到后退。如果这个光子没有（和另外一路的自己）干涉，那么就可以测
: 量到镜子后退。你看我的理解有道理吗？
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h*****n
发帖数: 1630 | 84 首先，必须明白反射镜自身的动量有一定的不确定度，想通过反射镜的运动来检测单光
子，那么反射镜动量的不确定度必须远小于光子动量，反射镜必须很轻。如果两者相差
不远，那么这种检测就模糊了，确定度小于100%。
对于干涉实验，如果你能100%确定光子的路径（反射镜够轻），那么干涉现象消失。
如果你完全无法确定光子的路径（反射镜够重），那么干涉条纹出现，且对比度为100%。
如果是中间状况，反射镜不轻不重，不能100%确定光子的路径，那么干涉条纹模糊化，
对比度小于100%。
实际上没必要假设很轻的反射镜这种不存在的东西，在双缝干涉实验里可以用偏振来检
测光子的路径，这实验可做。比如：
http://grad.physics.sunysb.edu/~amarch/
想请大拿们帮助释疑。
必须能干涉，这个理解没错吧。
屏幕上合成，应该有干涉现象吧？
应该继续有干涉现象吧？
镜会被光子向后推动。光子自身被反射回去。反射镜获得动量来自入射光子动量，能量
来自入射光子能量，那么入射光子被反射回去后应该会有一点点红移。对不对？
【在 c*******t 的大作中提到】
: 发在别的版没人回，看来不贴在学术版是没有可能得到解决了。
: 【 以下文字转载自 Physics 讨论区 】
: 发信人: coldlight (荧惑), 信区: Physics
: 标 题: 问一个光子干涉的量子力学问题
: 发信站: BBS 未名空间站 (Thu May 24 16:39:30 2012, 美东)
: 我有一定的物理基础，没学过量子力学，但是最近有兴趣翻看了一些。有一点疑问，想请大拿们帮助释疑。
: 1.经典波动光学里面用波动理论推论出能有光的干涉现象的地方，在量子力学里面也必须能干涉，这个理解没错吧。
: 2.假设有一束光，被半反射镜分解成两束A和B，然后分别经过几个反射镜后再投射到屏幕上合成，应该有干涉现象吧？
: 3.假设其中B经过的一个反射镜M，是可以轻、薄、可以自由移动的。那么屏幕上还是应该继续有干涉现象吧？
: 以上是经典光学内容。下面是量子光学内容。
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d********f
发帖数: 43471 | 85 你跟解释不通的，他认为测不准原理那个delta_p是动量'变化',delta_x是位置'变化‘
100%。
【在 h*****n 的大作中提到】
: 首先，必须明白反射镜自身的动量有一定的不确定度，想通过反射镜的运动来检测单光
: 子，那么反射镜动量的不确定度必须远小于光子动量，反射镜必须很轻。如果两者相差
: 不远，那么这种检测就模糊了，确定度小于100%。
: 对于干涉实验，如果你能100%确定光子的路径（反射镜够轻），那么干涉现象消失。
: 如果你完全无法确定光子的路径（反射镜够重），那么干涉条纹出现，且对比度为100%。
: 如果是中间状况，反射镜不轻不重，不能100%确定光子的路径，那么干涉条纹模糊化，
: 对比度小于100%。
: 实际上没必要假设很轻的反射镜这种不存在的东西，在双缝干涉实验里可以用偏振来检
: 测光子的路径，这实验可做。比如：
: http://grad.physics.sunysb.edu/~amarch/
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a***e
发帖数: 27968 | 86 尼玛俺白给你算不确定度了
要测光子动量，镜子的位置不确定度大于1/4波长
每个光子的自干涉路径的个不确定性会使干涉条纹
消失
【在 c*******t 的大作中提到】
: background是（都是大学的）线代，微分方程，实变，复变，数学分析；电磁学，光学
: ，原子物理，理论力学，热力学和统计物理，都是A。没学量子力学，所以现在自己在
: 看狄拉克的量子力学原理，看完了第一章和第二章的一半，对第一章第八页里面这个狄
: 拉克说的理想实验有疑问，所以来这里提问希望能够得到解答。
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a***e
发帖数: 27968 | 87 那么反射镜动量的不确定度必须远小于光子动量，反射镜必须很轻
前半句是对的，后半句是错的，也可以速度很小
100%。
【在 h*****n 的大作中提到】
: 首先，必须明白反射镜自身的动量有一定的不确定度，想通过反射镜的运动来检测单光
: 子，那么反射镜动量的不确定度必须远小于光子动量，反射镜必须很轻。如果两者相差
: 不远，那么这种检测就模糊了，确定度小于100%。
: 对于干涉实验，如果你能100%确定光子的路径（反射镜够轻），那么干涉现象消失。
: 如果你完全无法确定光子的路径（反射镜够重），那么干涉条纹出现，且对比度为100%。
: 如果是中间状况，反射镜不轻不重，不能100%确定光子的路径，那么干涉条纹模糊化，
: 对比度小于100%。
: 实际上没必要假设很轻的反射镜这种不存在的东西，在双缝干涉实验里可以用偏振来检
: 测光子的路径，这实验可做。比如：
: http://grad.physics.sunysb.edu/~amarch/
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d********f
发帖数: 43471 | 88 haha，我早就给你讲了
【在 a***e 的大作中提到】
: 尼玛俺白给你算不确定度了
: 要测光子动量，镜子的位置不确定度大于1/4波长
: 每个光子的自干涉路径的个不确定性会使干涉条纹
: 消失
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