Kvantinė optika yra Kvantinė fizika kuris konkrečiai susijęs su fotonai su materija. Atskirų fotonų tyrimas yra labai svarbus norint suprasti viso elektromagnetinių bangų elgesį.
Norėdami tiksliai išaiškinti, ką tai reiškia, žodis „kvantai“ reiškia mažiausią bet kurio fizinio subjekto, galinčio sąveikauti su kitu subjektu, kiekį. Taigi kvantų fizikoje nagrinėjamos mažiausios dalelės; Tai yra nepaprastai mažos subatominės dalelės, kurios elgiasi unikaliai.
Žodis „optika“ fizikoje reiškia šviesos tyrimą. Fotonai yra mažiausios šviesos dalelės (nors svarbu žinoti, kad fotonai gali elgtis ir kaip dalelės, ir kaip bangos).
Kvantinės optikos plėtra ir šviesos fotonų teorija
Teorija, kad šviesa juda atskirais ryšuliais (t. Y. Fotonais), buvo pateikta 1900 m. Maxo Plancko knygoje apie ultravioletinių spindulių katastrofą juodo kūno radiacija. 1905 m. Einsteinas paaiškino šiuos principus fotoelektrinis efektas apibrėžti fotonų šviesos teoriją.
Kvantinė fizika išsivystė per pirmąją dvidešimtojo amžiaus pusę daugiausia dėl mūsų supratimo, kaip fotonai ir materija sąveikauja ir yra tarpusavyje susiję. Tačiau į tai buvo žiūrima labiau kaip į nagrinėjamą klausimą, o ne į nagrinėjamą dalyką.
1953 m. Buvo sukurtas maseris (kuris skleidė vientisus mikrobangas), o 1960 m lazeris (kuris skleidė koherentinę šviesą). Kai šiuose prietaisuose esanti šviesa tapo svarbesnė, kvantinė optika buvo pradėta naudoti kaip šios specializuotos studijų srities terminas.
Išvados
Kvantinė optika (ir visa kvantinė fizika) vertina elektromagnetinę spinduliuotę kaip judančią bangos ir dalelės pavidalu tuo pačiu metu. Šis reiškinys vadinamas bangos dalelių dvilypumas.
Dažniausiai paaiškinant, kaip tai veikia, yra tai, kad fotonai juda dalelių sraute, tačiau bendrą tų dalelių elgesį lemia kvantinių bangų funkcija kuris lemia dalelių tikimybę tam tikroje vietoje tam tikru metu.
Atsižvelgiant į kvantinės elektrodinamikos (QED) išvadas, kvantinę optiką taip pat galima interpretuoti sukuriant ir sunaikinant fotonus, aprašytus lauko operatorių. Šis metodas leidžia naudoti tam tikrus statistinius metodus, kurie yra naudingi analizuojant šviesos elgesį, nors ir ar tai Tai, kas vyksta fiziškai, yra tam tikrų diskusijų dalykas (nors dauguma žmonių tai vertina kaip naudingą matematiką modelis).
Programos
Lazeriai (ir maserai) yra akivaizdžiausias kvantinės optikos pritaikymas. Iš šių prietaisų skleidžiama šviesa yra nuosekli, ty šviesa labai primena klasikinę sinusoidinę bangą. Šioje koherentinėje būsenoje vienodai pasiskirsto kvantinės mechaninės bangos funkcija (taigi ir kvantinė mechaninė neapibrėžtis). Taigi lazerio skleidžiama šviesa yra labai tvarkinga ir paprastai apsiriboja iš esmės ta pačia energijos būsena (taigi tuo pačiu dažniu ir bangos ilgiu).