Согласно принципу неопределенность Гейзенберга невозможно одновременно точно измерить расположение частички и её скорость. И тут появляется множество вопросов. Некоторые из них мы уже обсуждали. Например, была такая идея, что если один человек будет измерять скорость, а второй - положение частицы, то можно достичь точности. Мы разобрали почему это не так. Но есть более интересный случай. Фотон в вакууме имеет определенную скорость. Так получается, что тогда можно узнать точную координату? И опять всё не совсем так.
Фотон - это "минимальная энергия", связанная с электромагнитным излучением, которая либо испускается, либо поглощается электроном при переходе между одним разрешенным атомным состоянием и другим. Но затем это излучение распространяется как электромагнитная волна через вакуум с постоянной скоростью.
Трудность понимания заключается в том, что это описание неинтуитивно в том смысле, что наша интуиция о природе всегда связана с нашим опытом с объектами и тем, как они движутся. Поэтому, говоря, что фотон испускается одним атомом (в источнике) и затем поглощается другим (в детекторе), мы склонны визуализировать это так, как будто фотон - это крошечный светящийся мячик или что-то, движущееся в пространстве.
Но эта визуализация основана на нашем классическом взгляде на движение объектов. И это не является связным описанием распространения света. Явление распространения света в пространстве - это электромагнитная волна, а не пучок фотонов (хотя мы часто описываем его именно так). Но это электромагнитное излучение испускается отдельными атомами в единицах энергии, которые мы называем "фотонами". И нет никакой классической аналогии этому. Это совсем другой процесс.
Итак, фотон - это не крошечная частичка света. Это энергия, которая испускается каждым атомным переходом. И эта энергия пропорциональна частоте испускаемого излучения этим атомом. Если много таких атомов совершают эти переходы, то из этого источника испускается много фотонов, и мы видим это как увеличение интенсивности испускаемого света.
Понимание природы фотона обозначает и главный принцип - неопределённость не заключается в том, что нужно взять мячик-фотон и стараться измерить его параметры. Неопределенность обозначает, что квантовая частица не есть частица физическая.
Поэтому, проявление свойств фотона как и любой другой частицы формирует неопределенность. Представьте себе невероятное облако, в котором постоянно что-то происходит. Пусть это мухи, которые летают вокруг лампочки на даче. Если выхватить одну муху, то мы будем знать её положение, но скорость, с которой она летала, узнать не получится. Квантовая частица тоже не является частицей. Это поле вероятности, измерение которого формирует и сами частички, и их параметры. При этом говорить, что все параметры могут быть измерены при таком раскладе совершенно неуместно.
Так и наличие конкретной скорости фотона в вакууме не позволяет рассматривать его положение, как точно измеренное.
⚡ Обязательно подпишитесь на Telegram проекта! Там самое интересное по теме.
✅ Поддержать проект монеткой или задать вопрос можно тут! Здесь же я публикую фрагменты будущей книги, которую могут читать подписчики
👉💖 Ставьте лайки материалу, подписывайтесь на проект! И не забывайте нажать на ДЗЕН-колокол 🔔