按量子理论,单个光子就具有波动性,这是微观粒子的本性,但其波动性表现为概率波行为,并非经典波。概率波是量子论对微观粒子波动性的一种数学描述,并非像经典波那样对应真实的物理扰动的传播。另外光子是玻色子,不受泡利不相容原理限制,允许无穷多的光子处于相同的量子态而形成经典光波—电磁波。
讨论光的衍射,分两种情况,一种是经典光波的衍射,一种是单个光子概率波的衍射
经典光波的衍射,在标量衍射理论框架下,用惠更斯原理就可以解决,即衍射的本质是:障碍物将原自由波面破坏,保留一部分通过,通过部分的波面看成相干点波源集合,每个点波源发出球面次波,在空间交汇区域的某点相干叠加,形成改点的强度。即次波相干叠加物理图像。
单个光子的概率波的衍射,可以参考费曼讲义3卷中的双缝干涉就可以理解。或按照galaxyz的解释:小孔使得单个光子位置受限,位置有不确定度,由测不准关系,动量也将具有不确定度,使得单个光子经过小孔后朝各个方向跑有不同的概率,就出现了衍射。
讨论衍射要看用什么级别理论。晶体x射线衍射,采用光栅的手法就可以解决。x射线打到晶体上,其电磁场使原子中的电子作受迫振动,能量被吸收,但又发出同频率的相干电磁波,这样每个原子就是发出相干
次波的波源,发出的次波相干叠加,就形成晶体x射线衍射。这些都是基于经典的理论。
【 在 TEMPLATEcnt 的大作中提到: 】
: 非物理专业小白请教,光经过小于波长的小孔衍射的本质是不是因为电磁波的振幅大小周期性变化,总有一个瞬间能小于小孔的原因?
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