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§3.光子的千涉 本节我們来討論迭加的另一例子,我們再以光子为例,但不 是研究它們的偏振,而是考虑它們在空間的位置与它們的动量.如 果我們有大体单色的光束,那么,我們对相应的光子的位置与动 量就知道了一些有关情况.我們知道它們每一个都是位于光束通 过的空閒区域中的某个地方,每一个光子有一动量,其方向与光束 一致,而大小可由光束的頻率得出,按照爱因斯坦光电定律,动量 等于頻猝乘以一个普适恆量.当我們有了关于一个光子位置与动 量的这种了解时,我們就殿它是处于一个确定的平移态。 我們来討論量子力学对光子干涉提供的描逃。赴我們作一个 表現千涉現象的确切实驗,假定我們合一束光通过某种干涉仪, 这样就使它分裂为两个粗成部分,然后使这两个粗分互相干涉.如 上节一样,我們可以註入射光束只包含一单个光子,我們要間,当 它通过仪器时会发生什么情况.这就向我們呈现出光的粒子理論 与波动理論之間以尖銳形式互相冲突的困难, 相应于我們在偏振情兄下的描述,現在我們必須把光子描述 为部分地进入由入射光束分裂而成的两个粗分中的每一个,这样」 我們可以說,光子是处于一个不移态,而这个平移态是由与上述两 个粗分相联系的两个平移态迭加而得的.因此,我們不得不把“平 移态”这个名嗣在用于光子时的意义加以扩充.我們說一个光子 处于一确定的平移态,光子不是一定与一单个光束联系起来,它 也可以与两个或更多的光束联系起来,亦邮与原来的一个光束所 分裂成的各个粗分联系起来”.在准确的数学理論中,每一平移态 与普通波动光学中許多波函数中的一个相联系。每一波函数可以 描远一个光束,或者也可以描述原来一个光束分裂而成的两个或 更多个光束。因而平移态是可以象波函数一样迭加的 1)选加的思想婴求我们对平移态的原有意义加以扩充,但是,对于上节所讲的光 子的偏振态,却井设有相应的扩充含义的必要。这种偶然的情况并没有基础性 的理论意义
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