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  1. #1
    Sole L'avatar di Albertus
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    come si calcola il moto dei fotoni

    Saluti a tutti

    Riassumo, per chi possa interessare, il metodo di calcolo per il moto dei fotoni secondo l'elettrodinamica quantistica (QED)
    Premessa :
    Ad ogni percorso si associa un' ampiezza di probabilità rappresentabile da un vettore rotante,secondo la frequenza della luce, in moto lungo il percorso
    La velocità di rotazione di un fotone blu sarà quindi maggiore di quella di un fotone rosso
    ma di pari velocità
    Il quadrato del modulo del vettore rappresenta la probabilità di trovare il fotone in quel punto

    Si chiama "evento" ogni situazione che comporta il cambiamento di stato degli strumenti di misura presenti nello scenario e accessibili allo sperimentatore
    Ad ogni evento possono corrispondere diversi percorsi possibili per il fotone ognuno con la relativa ampiezza di probabilità
    Per calcolare la probabilità che l'evento si verifichi occorre sommare le ampiezze di ciascun percorso e fanne il quadrato
    In presenza di più eventi le probabilità di ciascun evento vanno sommate

    Si consideri uno scenario costituito da una sorgente S di fotoni uno schermo con due fori A e B e un rilevatore di fotoni D

    Caso #1 : Il foro B è aperto il foro A è chiuso, o viceversa
    Esiste un solo evento : Il rilevatore D fa click
    Esiste un solo percorso : S-B-D
    La fase del vettore ampiezza non ha importanza dato che non c'è interferenza essendoci un solo percorso
    Il quadrato del vettore ampiezza ci fornisce l' 1 % di probabilità
    Un fotone su 100 emesso da S raggiunge D qualunque sia la distanza tra il foro A e il foro B

    Caso #2 : i fori A e B sono aperti
    Esiste un solo evento: Il rilevatore D fa click
    Ci sono due percorsi : S-A-D e S-B-D
    Ad ognuno si associa il il vettore ampiezza di modulo unitario
    La somma dei due vettori può dare un vettore nullo o un vettore di modulo 2 a seconda della distanza tra A e B
    La probabilità dell' evento va da 0 % a 4 %

    Caso #3 : nei fori A e B si pongono due rilevatori
    Ci sono due eventi : A e D fanno click B e D fanno click
    L'evento A e B e D fanno click non si verifica mai
    Ogni evento ha un solo percorso di probabilità 1 %
    La probabilità totale è 2 %
    Ogni 100 fotoni emessi da S, 2 raggiungono il rilevatore D per ogni distanza tra A e B
    Il fotone si comporta come fosse una particella materiale

    Con questo metodo si possono calcolare tutti i fenomeni che riguardano la luce:
    riflessione, rifrazione , arcobaleno ecc

  2. #2
    Staff • Moderatore Globale L'avatar di Red Hanuman
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    Re: come si calcola il moto dei fotoni

    Aggiungo tre simulazioni in cui si possono variare i parametri e vedere graficamente come si comportano i vettori e la distribuzione della probabilità.

    La prima riguarda la diffrazione da singola fenditura QUI.

    La seconda riguarda l'esperimento con doppia fenditura e fenditure estese, QUI.

    La terza riguarda il reticolo di diffrazione, QUI.

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