КВАНТОВАЯ МЕХАНИКА: Правильно ли я понимаю распределение вероятности обнаружения фотона?

Question

Когерентные фотоны, или фотоны в виде волновых пакетов занимают сразу все пространство, однако сколь нибудь значительная вероятность их обнаружения только в небольшой области. А дальше с расстоянием вероятность будет постоянно падать (как в гауссовском распределении) , но нигде не достигнет точно нуля. Правильно ли я понимаю?

Answer 1

Идеальная плоская и сферическая волна подходит для описания распространения многих фотонов от непрерывного источника излучения. Если говорить об отдельном фотоне, то вспомним, что фотон излучается в результате квантового перехода между электронными уровнями в атоме или молекуле. Сам по себе акт излучения имет время начала и конца, которые определены с некоторой квантовой неточностью. По этой причине фотон рассматривают как “цуг” волн, то есть рисуют синусоиду, которую обрезают в нуле (время начала излучения) и в какой-то конечной по времени точке.

Поскольку длина цуга по времени ограничена, то говорят о временной когерентности источника излучения. Если источник идеальный, то в опыте с двумя щелями должна наблюдаться интерференционная картина на любом удалении от щели. На практике получается так, что в центре интерференционная картина четкая, а по мере удаления от него размывается, то есть “видность” картинки ухудшается. Именно по “видности” * (контрасту) интерференционной картинки определяют длину цуга и измеряют время когерентности источника.

Answer 2

Когерентность не обязательно подразумевает много фотонов в виде синусоидальной волны. Нужно лишь много одинаковых и одинаково распределенных фотонов (в одном состоянии) . А их распределение будет описываться обычными дифракционными картинами.