dubbi (ottica)

From: Hypermars <hypermars_at_despammed.com>
Date: Wed, 26 Nov 2003 17:11:45 -0500

1) Un fotone attraversa una lamina perfettamente trasparente ad indice di
rifrazione n e spessore costante s.

2) La velocita' del fotone nella lamina e' c/n

3) Il tempo di transito del fotone attraverso la lamina e' t=s/(c/n)=s*n/c
(per inciso, s*n e' il cammino ottico associato alla lamina)

4) La lamina e' inserita in uno dei rami di un Mach-Zender
perpendicolarmente alla direzione di propagazione della luce

5) Si manda un fascio laser monocromatico (l'indice n si riferisce alla
frequenza della radiazione che scegliamo) nell'interferometro.

Domanda (1): si vedono le frange di interferenza?

Domanda (2): in che cosa differiscono queste frange da quelle registrate in
assenza della lamina?

6) Si manda ora un fascio debolissimo nell'interferometro, diciamo 1 fotone
al secondo.

7) le due parti dell'onda, che passano nei due rami dell'interferometro,
hanno tempi complessivi di transito diversi. Il ramo senza lamina ha T=L/c,
con L lunghezza del ramo stesso, mentre il ramo con lamina ha (L-s+s*n)/c.
La differenza tra i tempi di volo e' (n-1)*s/c. Per uno spessore s=1 mm, e
un vetro a indice n=1.5, abbiamo dt=2 ps circa.

Domanda (3): Le frange di interferenza, fotone per fotone, si formano? (se
la risposta alla domanda (1) e' si, deve per forza essere si anche la
risposta a questa)

Domanda (4): Sullo schermo si rivela sempre un fotone alla volta. Ma se
l'onda e' divisa in due rami, e i due rami hanno tempi di volo diversi, a
quale istante di tempo si accende il puntino luminoso sullo schermo?
t=T=L/c? t=T+dt? t=T+dt/2?

Domanda (5): le domande da (1) a (5) hanno senso?

Domanda (6): Assumendo che si formino lo frange, che i tempi di volo dei due
rami siano effettivamente diversi, e che sullo schermo i puntini si
accendano a tempi diversi a seconda del ramo, non e' questa una misura non
invasiva sulla trita e ritrita domanda "da dove e' passato il fotone"?


Mi piacerebbe chiarire questi punti. Sono sicuro che c'e' qualcosa di
sbagliato da qualche parte, perche' non e' possibile avere interferenza e
allo stesso tempo sapere in quale ramo e' passato il fotone. Tuttavia vorrei
capire come esattamente in questo caso le frange scompaiono appena mettiamo
la lamina. O se scompaiono gradatamente all'aumentare dello spessore e del
lag collegato (in questo caso nel discorso entrerebbe la coerenza temporale
e quindi le regole di indeterminazione tempo-energia). O se non scompaiono,
perche' non possiamo sfruttare la differenza di tempi di volo per sapere da
dove e' passato il fotone (ma in questo caso, non possiamo tecnicamente o
intrinsecamente?).

Bye
Hyper
Received on Wed Nov 26 2003 - 23:11:45 CET