Re: Fotoni

From: Elio Fabri <mc8827_at_mclink.it>
Date: Sat, 12 Nov 2005 20:42:14 +0100

Sixy ha scritto:
> Suponiamo che io sia in una stanza circolare buia completamente
> schermata. al centro della stanza c'� una sorgente che emette ad ogni
> secondo un lampo radiazione (supp. nel visibile) isotropa di intensit�
> regolabile. io sono da una parte vicino alla parete e, ovviamente,
> vedo questa luce. Vedo un lampo al secondo.
Supponiamo.

> Ora supponiamo che io abbia bevuto tanto tanto caff� e che possa
> arrivare a vedere anche il singolo fotone (o ise preferite mmaginiamo
> di usare un detector a stato solido molto sensibile).
No problem: d'accordo.

> Dunque, ora abbassiamo l'intensit� della sorgente al minimo, in modo
> che ad ogni lampo questa emetta un solo fotone. cio� un fotone al
> secondo. la domanda �, io cosa vedo? vedo un lampo al secondo? il
> fotone arriva sempre al mio occhio? Immagino che se l'emissione deve
> essere isotropa ogni fotone verr� emesso in una direzione casuale (ed
> ogni possibile direzione � equiprobabile), quindi anche restando
> diversi giorni nella stanza dovrei vedere pochissimi fotoni. Ma non
> sono affatto sicuro che sia cos�. E' cos�???
Mettiamo qualche numero.
Supponiamo che la tua distanza dalla sorgente sia 2 metri, e che
l'area della tua pupilla sia 50 mm^2.
Una sfera di raggio 2 metri ha area 12 m^2 in cifra tonda, di cui 50
mm^2 e' una frazione 1/250000.

Quindi nel tuo occhio entrera' un fotone ogni 250000, il che vuol dire
che vedrai un fotone ogni tre giorni circa...

Josef K. ha scritto:
> Certo, ovviamente dovrai aspettare che il fotone sia emesso nella
> direzione sottesa dal tuo angolo solido.
Questo e' il conto che ho fatto sopra, ma non e' la fine della
storia...
Esattamente cosi' la pensava Einstein, il quale parlava di
"Nadelstrahlung" (radiazione aghiforme). Pero' sbagliava...

Supponiamo che in due punti diversi, alla stessa distanza di 2 metri,
disponiamo non due rivelatori, ma due specchi, che rimandano il fotone
a uno stesso rivelatore.
Domanda: quanti fotoni contera' il rivelatore?
Risposta ingenua: il doppio!

E invece no: se la disposizione e' esattamente simmetrica, il numero
di fotoni rivelati non sara' il doppio, ma il quadruplo.
Se invece modifichiamo leggermente la geometria, in modo che i due
percorsi sorgente-specchio-rivelatore differiscano per mezza l.
d'onda, il rivelatore *non vedra' nessun fotone*.
E giocando con la differenza di cammino possiamo ottenere qualsiasi
risultato intermedio.

Questo (che e' un fatto sperimentale) ci obbliga ad ammettere che il
fotone percorre contemporaneamente i due cammini, che possono essere
separati di metri.
E c'e' di piu': giochi del genere si fanno quotidianamente, con
apparati detti "interferometri", con separazioni non di metri, ma di
centinaia di metri e perfino di migliaia di km.
E' questa la larghezza di coerenza di cui parlavo in altro thread:
dobbiamo ammettere che i fotoni che arrivano da sorgenti astronomiche
lontanissime abbiano larghezze di coerenza di migliaia di km, perche'
la VLBI (very long base interferometry) funziona.
                        

-- 
Elio Fabri
Received on Sat Nov 12 2005 - 20:42:14 CET

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