ВНИМАНИЕ! На форуме началось голосование в конкурсе - астрофотография месяца МАРТ!
0 Пользователей и 1 Гость просматривают эту тему.
Вы не совсем правильно меня поняли. Как раз в классической физике момент импульса очень хорошо определен. Имеется в виду несколько другое, а именно: плоская монохроматическая волна любой поляризации (круговой, эллиптической, линейной) обладает проекцией момента импульса на ось X равной нулю. Эксперименты по "передаче момента импульса" пластинке при освещении ее светом круговой поляризации часто объясняются неправильно. Пластинка действительно приобретает момент импульса - и это фиксируется экспериментально. Но откуда он "берется"? А "берется" он не из падающей волны, а из "преобразованной" волны - то есть той волны, которая получается при взаимодействии диполей пластинки с падающей волной. Грубо говоря, диполи начинают вращаться и начинают излучать такие волны, которые обладают не равным нулю моментом импульса. Падающая же волна имеет момент равный нулю (везде имеется в виду проекция на ось X). Здесь нет никакого противоречия. Возьмите такой пример: линейно поляризованный свет (который из общих соображений не обладает моментом импульса) может привести диполь во вращение, если тот ориентирован "под наклоном". Откуда здесь "берется" момент? Из того же излучения, которое создает диполь при своем вращении.
Я не знаю, что произйодет в каждом конкретном случае, но две вещи могу сказать определенно: 1) Как бы Вы не исхищрялись, квантово-механический момент будет сохраняться (это обычно и является одним из уравнений, помогающим найти решение задачи). 2) И классический момент тоже будет сохраняться. Но он не имеет отношения к "спину" фотона, а определяется по известной формуле (см.Ландау-Лифшиц). В случае поглощения плоской волны сохранение момента позволяет сразу предсказать появление излучения, которое обладает ненулевой проекцией момента на ось X (но это же можно вычислить и совершенно по-другому - на основании определения).
Цитата lapay: "Поэтому возникает главный вопрос - существует ли такое фотонное квантовое состояние с круговой поляризацией, поглощение которого площадкой, перпендикулярной лучу, вызывает передачу момента импульса меньшее, чем n*h?" Не очень ясно, почему возник этот вопрос, так как Вам известно, что в квантовой механике момент квантуется - для любой проекции. Кстати, есть очень красивое соответствие рассматриваемой задачи с квантовой механикой, а именно: оказывается, как ни считай (по классическим формулам), а приобретаемый диполем момент M строго равен M = E/w, где E - поглощаемая из волны энергия, w - частота света. То есть, если энергия квантуется E = n*hw, то и момент обязательно квантуется M = n*hw / w = n*h. По поводу Ваших примеров я бы сделал такое резюме: из факта круговой поляризации фотонов совершенно нельзя делать никаких выводов насчет наличия классического момента импульса у световой волны (в проекции на какую-нибудь ось) - а именно это Вы везде и пытаетесь использовать.
Вы добавили к моим словам собственные - и получилось неверно. Что я говорил: 1) В классической электродинамике плоская волна любой поляризации имеет равную нулю проекцию момента импульса на направление распространения (ось X). 2) В классической электродинамике поглощение пластинкой такой волны с круговой поляризацией вызывает вращение пластинки, т.е. "приобретение" пластинкой момента импульса в проекции на ту же ось X. Но это не противоречит "1)", потому что в результате вращения диполей пластинки возникает излучение, которое имеет проекцию момента импульса на ось X строго равную моменту пластинки, но с обратным знаком.
3) В квантовой механике "спин" фотона так называется чисто условно, потому что у фотонов нет собственной системы отсчета. Момент импульса фотона - это всегда сумма "орбитально" составляющей и "спина". Только проекция "спина" на направление импульса фотона равна +-1. Про полный момент ничего такого определенного сказать нельзя. То есть нет здесь никакого противоречия с классической электродинамикой.
Цитата lapay: "1. Если луч света с круговой поляризацией не поглащается, а отражается зеркалом или призмой, приобретает ли в этом случае вещество момент импульса и какой именно?" Если Вы бросите мячик в щит, то приобретет ли этот щит момент импульса? Это зависит от условий - куда попадет, как отразится и т.д.
Цитата lapay: "2. Была ли зафиксирована ситуация, когда импульс света с круговой поляризацией (поляризация э-м волны определяется через характер её воздействия на заряд и рамку с током), передал при поглощении или отражении пластинкой какой-то другой момент импульса, чем n*h ?" Я вообще не знаю экспериментов, в которых бы непосредственно измерялась подобная дискретность момента, самого импульса, энергии и т.д. Выводы о дискретности - это соответствие предсказаний теории результатам опытов.
Из каких моих слов такое следует? Та плоская монохроматическая волна - это и есть когерентное состояние света с фотонами, имеющими круговую поляризацию. Результат воздействия на пластину в квантовой механике точно такой же - она будет вращаться. Но не из-за того, что якобы у такой волны имеется ненулевой момент импульса, а из-за того, что обязательно появятся другие фотоны (те, которые излучают вращающиеся диполи), совокупность которых является волной, имеющей ненулевую проекцию момента на ось X.
Я одного до сих пор не понимаю: Вы серьезно пытаетесь найти такие "нарушения" в двух теориях, в которых они принципиально невозможны, так как являются исходными положениями? Я мог бы понять попытки поиска экспериментального нарушения.
3) В квантовой механике "спин" фотона так называется чисто условно, потому что у фотонов нет собственной системы отсчета.
Можно, вдоль оси гироскопа, из его центра инерции, запустить два противоположных одинаковых импульса света, но с противоположной круговой поляризацией.