作者wohtp (會喵喵叫的大叔)
看板Physics
標題Re: [問題] 電磁波
時間Fri Jun 7 00:35:52 2013
: 推 umdm:我學的量力 教授認為的觀點 根本沒有自發輻射 自發輻射就是 06/05 02:28
: → umdm:受到背景輻射(微擾)才誘發輻射 但因為沒有人為外加輻射源 06/05 02:30
: → umdm:所以才被認為不是誘發 稱為自發輻射 但背景輻射一定存在 06/05 02:31
: → umdm:所以根本不是自發 而是受到背景誘發 06/05 02:31
後來想想，這位教授告訴你的並不只是跟我們造的模型不合而已，實際上
是可以用實驗推翻的。
例如說氫原子的 2p --> 1s 好了。假如這個真的是靠背景電磁場誘發的，
那 transition rate 一定跟背景電磁場的大小成正相關。所以說 2p 能活
多久，跟你 shielding 做多好有關係。事實上顯然不是這樣。
更嚴重的是，這樣誘發的躍遷是雙向對稱的。如果觀察到 2p 的平均壽命
是 T，之後會掉回 1s，那 1s 平均過了時間 T 之後應該也會跳回 2p！當
然實驗室裡面也看不到這回事。
: → skking:喜歡不喜歡真空量子擾動的解釋和是否能證明或推翻是兩件事 06/05 22:28
: → skking:如果真空的量子擾動會影響自發輻射，只要改變真空就可證明 06/05 22:29
: → skking:查查關鍵字Casimir效應或cavity QED應該很有趣 06/05 22:32
: → wohtp:你cavity放下去的時候把電磁場的自由度也一起改變了啊 06/05 22:48
: → skking:有道理！但是如果兩者不可分辨，從操作型定義來看應該一樣 06/06 19:17
: → skking:如果兩者有別，應該設計一個實驗來觀察自發輻射是否有差異 06/06 19:19
就算你把電磁場簡諧振子的 Hamiltonian 變成
H = E_0 ( a^{+} a + f(E_0) ) （f 是 E_0 的任意函數）
然後用一樣的方法跟氫原子耦合在一起，都完全不會改變任何物理。
而且，什麼 vacuum fluctuation 本來都是完全不會跑進任何計算結果裡
面，看不到摸不著的東西。Casimir effect 和 cavity 之類實驗裡面我們
看到的都是把一個真空變成另一個真空的時候會才發生的事。
換個方向看，古典物理應該是量子力學取極限。如果古典電動力學（以及實驗）
告訴你電子受加速度就會放出電磁波，而量子力學卻完全沒有這東西，那有問題
的肯定是需要背景電磁場誘發才會釋放光子的量子模型。
教到氫原子的時候，老師寫在黑板上的第一個東西一定是：
H = p^2 / 2m - K / |r|
然後我們就跟著理所當然的量子化，算特徵態...
你有沒有想過，在量子化之前，這個系統也有穩定的橢圓軌道？
拿一個有穩定軌道的古典系統去量子化，拿到有穩定特徵態的量子系統，好像也
是理所當然的的嘛？
根據古典電磁學，一顆到處亂竄的電子感受到的，可不止是 1/r 靜電位能而已。
這樣造出來的氫原子模型激發態不會自動往下掉，其實是因為我們一開始就根本
不准電子發出電磁波！
不過量子力學保證 1s 的穩定倒不是騙人的。
不管古典或量子，加進輻射項的效果都是把能量從系統慢慢移走。但是古典橢圓
軌道的總能量沒有下限，所以電子最後才可以掉進原子核理面。考慮量子力學，
在激發態的電子也會一直往下掉，但是掉到 1s 就已經到底了。
只是好像很少有老師會把這個講清楚。我自己的老師也沒講。
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◆ From: 123.110.216.243
→ caseypie:我覺得他說的背景輻射似乎比較像是電磁場量子化後的微擾 06/07 05:58
→ caseypie:啊，你前一篇推文提到過了，不過你說你不喜歡這種概念 06/07 05:59
推 yw1002:一樣都是帶1 e+，質子和電子相對運動的距離有個極限，但是 06/07 06:41
→ yw1002:正子卻會互相annihilate 06/07 06:41
推 yw1002:Schrodinger原來的non-relativistic對氫原子處理方式有瑕疵 06/07 15:20
→ yw1002:是來自於Hamiltonian本身時空的不對稱--動量跟座標互為 06/07 15:21
→ yw1002:conjugate 06/07 15:21
→ yw1002:關於把lagrangian經由legendre transform為hamiltonian 06/07 15:23
→ yw1002:的意義要到path integral formulation才清楚 06/07 15:23
→ yw1002:不過Feynman用path integral method對氫原子似乎很複雜 06/07 15:24