Кабинет физики СПбАППО

Из книги С. И. Вавилова

«Микроструктура света»

 

Существование беспорядочной микроструктуры в световом потоке непосредственно должно обнаружиться статистическими отклонениями от средних значений (флуктуациями) в различных оптических свойствах потока. Для наблюдения таких флуктуаций необходимо экспериментировать с очень слабыми источниками света или световыми потоками. Два этих условия не равносильны для классического (волнового) и квантового рассмотрения вопроса.

Обычный источник света состоит из множества излучающих движущихся частиц, взаимодействующих одна с другой, соударяющихся, получающих новые импульсы к излучению или, наоборот, прекращающих излучать при ударах. Учитывая статистический хаос этих процессов, легко понять, что и в классическом рассмотрении задачи при относительно малом числе светящихся частиц и при наблюдении... за очень короткие промежутки времени необходимо ожидать статистических отклонений от среднего значения в световом потоке. Такие флуктуации будут выражением беспорядочности молекулярных движений светящейся среды. Важно, впрочем, отметить следующие особенности этих «классических» световых флуктуаций: прежде всего они определяются только процессами, происходящими внутри источника света, и не должны зависеть от мощности светового потока, попадающего в прибор... Квантовая природа излучения в корне меняет характер флуктуационных явлений...

Основное свойство квантовых флуктуаций света, глубоко отличающее их от «классических» флуктуации, состоит в том, что эти флуктуации света должны наблюдаться при любом состоянии постоянного источника света, если только достаточно велико разрежение наблюдаемого светового потока ...Визуальное наблюдение и измерение [квантовых флуктуаций] чрезвычайно облегчаются наличием резкого порога зрительного ощущения. Зрительный эффект в области порога изменяется прерывно, он очень быстро падает до нуля при некотором «порожном» значении световой энергии. Если бы темнового порога не было и зрительное ощущение только постепенно ослаблялось, то о наличии флуктуаций можно было бы судить только по трудно измеряемым быстрым колебаниям яркости вспышек. Вследствие наличия порога те вспышки, энергия которых меньше некоторой предельной ;величины, вообще невидны. Имеется, следовательно, очень резкий качественный признак флуктуации: вспышки либо видны, либо нет...

Экспериментальная установка всех обычных интерференционных опытов такова, что статистическая микроструктура явления усредняется и остается скрытой. При визуальных наблюдениях применяются довольно мощные световые пучки, а при работе с очень слабыми интенсивностями интерференционная картина достигается фотографированием в течение ... длительного времени. В обоих случаях в итоге такого усреднения получается регулярное строение интерференционного поля.

Описанный в первой части метод визуальных измерений Квантовых флуктуации позволяет исследовать микроструктуру интерференционного поля.

...Свет от лампы накаливания... через зеленый светофильтр, падал на щель... в течение 0,1 с; в течение 0,9 с он прерывался. На пути лучей ставилась двойная щель Юнга таким образом, что на сетчатке глаза, перед которым помещалась линза, появлялись интерференционные полосы. Между двойной щелью и линзой устанавливалась диафрагма с двумя круглыми отверстиями, располагавшимися... в серединах светлой и соседней темной полос...

При достаточно сильном свете в обеих открытых щелях Юнга видна вспышка в верхнем пятне [в момент, когда свет лампочки пропускался на щели], нижнее пятно остается темным. Если верхняя часть двойной щели [верхняя щель] закрывалась, то оба пятна светились в одинаковой мере [при каждой вспышке света].

После того как... интенсивность света понижалась до значений, близких к зрительному порогу, регулярность процесса исчезала. Когда обе щели были открыты, то нижнее отверстие оставалось по-прежнему всегда темным, в то время как в верхнем наблюдались флуктуации, т. е. вспышки нерегулярно появлялись... Иногда... оба отверстия оставались темными. Интерференционная картина сохраняла, следовательно, до некоторой степени свою регулярность и при этих условиях, поскольку темные места оставались всегда темными, на месте же светлой полосы интенсивность беспорядочно менялась. Когда закрывалась верхняя щель, то оба отверстия вспыхивали беспорядочно, флуктуации в них происходили независимо...

Перед наблюдателем в этом опыте с особенной наглядностью проявляется корпускулярно-волновая двойственность светового процесса.

русское ххх видео онлайн в качестве на ххх-видео.тв.|новости курьёзы интриги

Рекомендуем использовать новую версию сайта!

Рейтинг@Mail.ru www.EduSpb.com Объединение учителей Санкт-Петербурга www.PackAndCandle.com Индекс цитирования


Hosted by DELFA