Polarizo las rendijas (una H, la otra V) de una doble rendija de Young. Si mi fuente es H o V, ¿veo franjas? ¿Qué pasa si mi fuente es D o AD?

ingrese la descripción de la imagen aquíEn mi viaje para comprender mejor la luz, construí un "interferómetro de Young polarizado". Imagine las siguientes polarizaciones: horizontal, vertical, diagonal y anti-diagonal (H, V, D y AD). Coloco un polarizador de hoja H sobre una rendija y V sobre la otra. Yo uso una fuente de láser polarizado. Finalmente, coloco un "mezclador" polarizador de hoja D entre el Young polarizado y la pantalla de observación. Oriente la fuente para explorar la salida de las cuatro entradas anteriores (H, V, D y AD). ¿Cuáles son los resultados de mi viaje? ¿Veo flecos para H?, ¿para V?, ¿para D?, ¿para AD? Si veo flecos, ¿son siempre de la misma fase? (Tenga en cuenta que la entrada D significa colineal con el mezclador, y la entrada AD significa perpendicular al mezclador. Además,las líneas en los polarizadores se refieren al eje del campo eléctrico transmitido de los polarizadores de hoja y no denotan polarizadores de alambre. Supongamos que realizo este experimento en una línea láser visible con rendijas de ~1,5 mm de centro a centro, y cada una de ~0,5 mm de ancho. Me parece seguro asumir que las rendijas desnudas tienen un efecto insignificante en la polarización y que los polarizadores de lámina son muy eficientes).

pista: para cualquier polarización escribe el campo mi como la suma de dos polos ortogonales: mi = mi v v ^ + mi h h ^ . Ahora pase esto a través de los primeros polarizadores. Luego escriba el resultado (V o H) como la suma de dos vectores "diagonales" y páselo por el polarizador D final.
Cada fotón determina su propio camino, cuando le das al fotón la opción de cualquiera de las rendijas, es decir, el camino está desbloqueado o es posible a través de cualquiera de las rendijas, entonces observarás el patrón. Tenga en cuenta que en las áreas oscuras del patrón de "interferencia" no hay fotones, y las áreas brillantes tienen todos los fotones. La palabra "interferencia" es de Younge en 1801, pero los fotones nunca se cancelan entre sí.
Tenga en cuenta que solo los fotones D o AD tienen la opción de pasar por cualquiera de las rendijas, también aproximadamente el 50% de A o AD pasarán a través de los polarizadores HV y, a medida que emergen, se convierten en V o H (lo contrario de cómo entraron). Estos fotones recién polarizados tienen un 50% de posibilidades de pasar por el mezclador y formar el patrón.
Gracias por tu comentario reflexivo. Tenga en cuenta que la luz que atraviesa el Young polarizado no tiene una polarización definida (o, pista, ¿la polarización se basa en el ángulo?) Porque no mido la polarización hasta el mezclador, y nunca mido la polarización en función de la elección de la rendija. .
Un puntero láser está polarizado y se puede girar de 0 (V) a 45 (D) o a 90 (H) grados para realizar su experimento. ¡El patrón se mostrará solo para 45 D!
Mi sensación es que no somos ideas, sino que tenemos ideas. No he encontrado necesario pensar en partículas para esto, pero sí encuentro necesario recordar que la luz entra y sale del espacio imaginario. Mi sugerencia sobre la "polarización" basada en el ángulo es engañosa. Sustituir "coherencia mutua". Doy otra: puede haber una diferencia de fase entre D y AD.
Sí, creo que el patrón es el mismo para A/AD, el máximo central no se desplaza (fase).
Yo también pensé eso. ¿Puedo conocer tu proceso de pensamiento?
¡Fase! Según Feynman, cada fotón determina su propio camino, la fase no es importante... por la propia naturaleza de los fotones, debe estar en fase para ir de la fuente al objetivo, es decir, solo atravesará caminos que son múltiplos enteros de su longitud de onda. Si usamos la teoría clásica (que viola la conservación de la energía) que usa "interferencia", entonces uno cree que a medida que cambia la fase de la luz, el patrón se moverá hacia la derecha o hacia la izquierda ... pero tal experimento no es posible ya que todos los fotones viajan en fase con el entorno... es decir, recorren trayectos múltiplos enteros de longitud de onda.
Vea mis comentarios en esta respuesta sobre caminos de fotones. física.stackexchange.com/questions/659531/…
Muy interesante. Bueno, me tomaron con la guardia baja, como usted puede ser. Creo que fue después de que resolví la onda plana compleja y vi la solución de fase de 180 grados (la franja central oscura) que pensé en volver a mirar mis datos para notar la franja central oscura. Efectivamente, descruzar el mezclador/entrada restaura la franja central brillante. Encantador. Publicando mi respuesta...

Respuestas (3)

Voy a suponer una amplia audiencia con algunos que han visto el análisis complejo de ondas planas y muchos que no. Cualquiera que pueda hacer el experimento ordinario de doble rendija de Young no debería tener problemas para hacer la versión mixta polarizada. Se necesita poca o ninguna matemática, pero hay un poco de arte en hacer una doble rendija polarizada.

(Mírame mostrando los flecos pasando por los cuatro resultados simplemente girando el mezclador aquí ).

(Una nota sobre las referencias: dado que últimamente gran parte de la información financiada con fondos públicos está detrás de muros de pago, también incluyo fuentes de libre acceso, algunas terciarias. No creo que las fuentes pagas sean realmente necesarias para comprender esta respuesta, pero se incluyen para completar y linaje.)

El experimento realmente se puede hacer en la cocina de uno sin necesidad de matemáticas. Hago las hendiduras a mano con aproximadamente 1 mm de ancho y con una separación de ~ 1,5 mm. Utilizo cinta aislante para enmascarar el límite entre dos polarizadores de hoja contiguos cuyos ejes de transmisión son perpendiculares, y luego corto y despego las ranuras de las ventanas. Puedo incluir más detalles sobre el arte de hacer una doble rendija polarizada, si la gente lo solicita. Los punteros láser suelen estar polarizados, pero a veces son inestables. Para estar seguro de la polarización de la fuente, utilizo un polarizador justo después del láser al que llamo "prefiltro". Me resulta más fácil rotar el mezclador entre D y AD que rotar el conjunto de láser/prefiltro. El mezclador puede incluso colocarse justo contra la pantalla de observación y girarse (o retirarse) en ese punto.

A partir de los comentarios, creo que la gente se está dando cuenta de que las entradas diagonales y antidiagonales (D y AD) producen una salida marginal y que las entradas H y V no pueden generar franjas. Lo que tal vez nos tome a todos por sorpresa (ciertamente a mí) es que AD hace una franja central oscura (cero). Esto significa que cuando los ángulos de polarización del mezclador y de la entrada son mutuamente perpendiculares (el significado de AD), las franjas se ven como un negativo fotográfico de las franjas de Young normales y familiares.

Comienzo con caricaturas de la salida cualitativa de las siguientes configuraciones: una sola rendija ( 7 , 8 ) , doble rendija ( 9 , 10 ) , doble rendija polarizada y doble rendija polarizada con mezclador (Figuras 0, 1). Para un diseño que recuerda, vea el borrador cuántico de Chiao, R., P. Kwiat y Aephraim M. Steinberg ( 11 , 12 ) (ver Figs. 9b, 9c de la v1 del preprint, apareciendo en las últimas páginas por un error de LaTeX).

Figura 0: entrada frente a salida simple, doble, polarizada, polarizada con mezclador ingrese la descripción de la imagen aquíLuego muestro fotografías de mi arreglo experimental y resultados reales (Figuras 6-10). Termino con la Tabla 0 que resume los resultados experimentales y un siguiente análisis complejo de ondas planas (con la Figura 5 adjunta). El análisis armoniza con el experimento para configuraciones ordinarias, polarizadas y mixtas polarizadas. La Figura 0 revisa las características de salida de las rendijas simple y doble ordinarias, y se construye para mostrar la rendija doble polarizada y la rendija doble polarizada mixta. La Figura 1 completa los resultados para la doble rendija polarizada mixta. Históricamente, inicialmente elaboro la solución de onda plana para asegurarme de que entiendo el problema. Al tener problemas con la respuesta, finalmente me doy cuenta de que la solución es correcta, pero la respuesta predice una franja oscura para la entrada de AD. Luego vuelvo a mirar mis datos fotográficos y me doy cuenta de que el borde central está oscuro. (Anteriormente, deliberadamente configuro el mezclador AD en la entrada por alguna razón). Luego configuro el mezclador D en la entrada y regresa la franja central brillante.Las figuras 6 y 7 muestran polarizadores y aparatos en general. Fig. 8, detalle de polarizador para fijar H xor V definida. ingrese la descripción de la imagen aquí

Ahora, para una descripción general de las matemáticas: enmarco el problema usando una onda plana compleja que permite la inserción o eliminación de los polarizadores (por ejemplo, quitar el mezclador es equivalente a usar la matriz de identidad en su lugar, que no cambia la función de onda en ese momento). punto). Defino el problema en la Figura 5. Encuentro cierto sentido de confianza en obtener una respuesta matemática que se alinee con mi viaje experimental. El siguiente análisis complejo de ondas planas da los mismos resultados para la existencia de franjas y la fase que veo para el experimento.

Figura 5 -- Definición del problema.

Polarización de entrada Ordinario de doble rendija Doble rendija polarizada Doble rendija polarizada con mezclador
D (Alineado con el mezclador) si (franja central brillante) No si (flequillo central brillante)
AD (Ortogonal al mezclador) si (franja central brillante) No si (franja central oscura)
H si (franja central brillante) No No
V si (franja central brillante) No No

TABLA 0 (Todos los casos experimentales básicos se resumen aquí y se prueban en el análisis complejo).

yo uso el calculo de jones ( 1 , 2 , 6 ) . Mi enfoque es hacer que el caso general incluya los Young ordinarios para confirmar que estoy resolviendo el problema correctamente. También simplifico manteniendo implícita la geometría específica y buscando un término sinusoidal multiplicativo que indique franjas. Las ecuaciones aún dan un poco de miedo, pero serían mucho peores si intentara obtener un perfil de la intensidad frente al ángulo de difracción. De todos modos, solo estoy estudiando la existencia y la fase de las franjas para cada entrada de H, V, D y AD. El cálculo de Jones simplemente trata cada elemento óptico como una transformación lineal de la onda plana compleja, por lo que el JC es una forma compacta de escribir las ecuaciones que normalmente se encuentran al escribir los componentes de polarización y las proyecciones como términos vectoriales. Finalmente, la regla de Born ("cuadratura" = el resultado complejo punteado con su complejo conjugado) nos dice la intensidad observada. Los resultados coinciden con el experimento para cada polarización de entrada para la doble rendija desnuda, la doble rendija polarizada y la doble rendija polarizada con mezclador. Modelo cada configuración física a partir de la ecuación general, reduzco algebraicamente y luego "cuadro" por separado, después de lo cual aplico los vectores de polarización de entrada específicos. (Vea a continuación la matriz única que surge para cada caso justo antes de aplicar la regla de Born). después de lo cual aplico los vectores de polarización de entrada específicos. (Vea a continuación la matriz única que surge para cada caso justo antes de aplicar la regla de Born). después de lo cual aplico los vectores de polarización de entrada específicos. (Vea a continuación la matriz única que surge para cada caso justo antes de aplicar la regla de Born).

escribo una onda plana incidente ( 1 , 3 ) ,

(0) Ψ 0 = mi 0 mi i ( k X ω t )
dónde, k es el vector de onda, mi 0 = [ mi 0 y mi 0 z ] (y mi 0 y , mi 0 z ), k X , y t se promedia a lo largo de muchos ciclos en cualquier X , por lo que solo las fases relativas son importantes. Por lo tanto, trato la exponencial en (0) como una constante compleja de fase arbitraria y elija establecerla en 1. No me importa la intensidad absoluta. Solo me importa la existencia de franjas de salida, por lo que busco un término sinusoidal superviviente y uso las proporcionalidades generosamente. Las rendijas le suceden a la onda incidente simultáneamente, por lo que el resultado es una suma. Los factores de iluminación de hendidura son los mismos, mientras que sus fases complejas relativas difieren por difracción. ( 7 , 8 ) ángulo, θ , separación de hendidura ( 9 , 10 ) , d y filtro de hendidura (polarizador). La eliminación de un elemento óptico está a cargo de la matriz de identidad. ( 1 , 2 , 6 ) . La última función, Ψ 3 , es el producto de la batidora ( 1 , 2 , 6 ) (si existe) y la suma de las funciones de rendija ( 1 , 2 , 6 ) , Ψ 1 y Ψ 2 . Entonces, Ψ 3 METRO ( i d mi norte t i t y metro i X mi r ) ( Ψ 1 + Ψ 2 ) , dónde METRO ( i d mi norte t i t y metro i X mi r ) es la matriz de identidad (si no hay mezclador presente) o la matriz de Jones para un polarizador diagonal ( 1 , 2 , 6 ) . Las funciones de rendija son Ψ 0 modulada por fase relativa debido a la geometría ( θ y d ) y absolutamente transformado por cualquier filtro polarizador. En expansión,
(1) Ψ 3 METRO ( i d mi norte t i t y metro i X mi r ) ( METRO ( i d mi norte t i t y H ) Ψ 1 mi i ϕ 1 + METRO ( i d mi norte t i t y V ) Ψ 2 mi i ϕ 2 )
dónde METRO H V son las matrices de Jones para polarizadores horizontales y verticales, respectivamente, y ϕ 1 , ϕ 2 ϕ 1 ( θ , + d ) , ϕ 2 ( θ , d ) . Cualquier dependencia sinusoidal sobreviviente de ϕ 1 , 2 indica franjas, por lo que θ y d permanecerá implícito de aquí en adelante. Solo para ranuras (1) reduce a,
Ψ 3 I ( I mi 0 mi i ϕ 1 + I mi 0 mi i ϕ 2 )
, dónde I es la matriz identidad. Por lo tanto,
Ψ 3 mi 0 ( mi i ϕ 1 + mi i ϕ 2 )
y tomando el producto escalar vectorial complejo ( 4 , 5 ) (también conocido como "cuadrar") da,
| Ψ 3 | 2 | mi 0 | 2 ( mi i ϕ 1 + mi i ϕ 2 ) ( mi i ϕ 1 + mi i ϕ 2 )
que se reduce a,
(2) | Ψ 3 | 2 | mi 0 | 2 ( 1 + porque ( ϕ 2 ϕ 1 ) )
El término sinusoidal indica franjas. Tenga en cuenta que los componentes básicos de mi 0 no son importantes, por lo que cualquier polarización de entrada da franjas y se prueba toda la primera columna de "doble rendija ordinaria" de la Tabla 0. Ahora, para rendijas polarizadas,

Ψ 3 I ( ( 1 0 0 0 ) mi 0 mi i ϕ 1 + ( 0 0 0 1 ) mi 0 mi i ϕ 2 )

Ψ 3 ( mi i ϕ 1 0 0 mi i ϕ 2 ) [ mi 0 y mi 0 z ]
Ψ 3 [ mi 0 y mi i ϕ 1 mi 0 z mi i ϕ 2 ]
| Ψ 3 | 2 [ mi 0 y mi i ϕ 1 mi 0 z mi i ϕ 2 ] [ mi 0 y mi i ϕ 1 mi 0 z mi i ϕ 2 ]
(3) | Ψ 3 | 2 | mi 0 y | 2 + | mi 0 z | 2 = | mi 0 | 2
De modo que cualquier entrada no da franjas, y se prueba la segunda columna de "Young polarizada" de la Tabla 0. Incluyendo la batidora, (1) se convierte
Ψ 3 ( 1 1 1 1 ) ( ( 1 0 0 0 ) mi 0 mi i ϕ 1 + ( 0 0 0 1 ) mi 0 mi i ϕ 2 )
Ψ 3 ( 1 1 1 1 ) ( mi i ϕ 1 0 0 mi i ϕ 2 ) mi 0
Ψ 3 ( mi i ϕ 1 mi i ϕ 2 mi i ϕ 1 mi i ϕ 2 ) mi 0
Ψ 3 [ mi 0 y mi i ϕ 1 + mi 0 z mi i ϕ 2 mi 0 y mi i ϕ 1 + mi 0 z mi i ϕ 2 ]
| Ψ 3 | 2 [ mi 0 y mi i ϕ 1 + mi 0 z mi i ϕ 2 mi 0 y mi i ϕ 1 + mi 0 z mi i ϕ 2 ] [ mi 0 y mi i ϕ 1 + mi 0 z mi i ϕ 2 mi 0 y mi i ϕ 1 + mi 0 z mi i ϕ 2 ]
| Ψ 3 | 2 [ mi 0 y mi i ϕ 1 + mi 0 z mi i ϕ 2 mi 0 y mi i ϕ 1 + mi 0 z mi i ϕ 2 ] [ mi 0 y mi i ϕ 1 + mi 0 z mi i ϕ 2 mi 0 y mi i ϕ 1 + mi 0 z mi i ϕ 2 ]
(4) | Ψ 3 | 2 | mi 0 | 2 + 2 mi 0 y mi 0 z porque ( ϕ 2 ϕ 1 )

Ahora, | mi 0 | 2 = | mi 0 y | 2 + | mi 0 z | 2 = mi 0 y 2 + mi 0 z 2 , y para entrada D, AD, H y V, mi 0 = [ ± 1 ± 1 ] , [ ± 1 1 ] , [ 0 ± 1 ] , [ ± 1 0 ] , respectivamente. Conectándose a (4) muestra que la franja sinusoidal desaparece para H y V. Para D y AD, la sinusoide permanece, pero está oscura para AD donde D es brillante debido a la inversión de signo contra el término coseno. Entonces, la última columna de la Tabla 0 está probada.

Entonces, supongo que mis habilidades teóricas son "correctas" porque obtengo la "respuesta correcta" para todos los casos, pero eso podría estar muy lejos de responder por qué ocurre este efecto. En inglés, diría que la fase compleja de D está a 180 grados de la de AD, por lo que, siendo todo lo demás igual (a lo largo de la franja central), la amplitud de entrada tiene transmisión cero a través del mezclador. Esa declaración parece tener sentido para mí, si imagino que los componentes del vector de luz realmente giran dentro y fuera del espacio imaginario. Para cualquiera que no le guste esa imagen, no estoy seguro de lo que puedo hacer por usted.

Agradecimientos
Mi gratitud a quienes han apoyado e inspirado mi entusiasmo por la ciencia; no hay espacio aquí para mencionarlos a todos. Zeroth, agradezco Ser Uno. Me reconozco por tomar la decisión de iniciar esta línea de investigación a mis expensas personales, que no es una consecuencia inmediata de proyectos anteriores en los que he tenido la suerte de trabajar. De los que no conozco en persona, Sócrates que me recuerda que puedo empezar de cero, Huygens que prueba más de lo que adivina, Tesla que confía en el éter, B. Franklin que muestra el camino, JC Bose que ve vida, Heaviside con su obstinada búsqueda de la comprensión, la aplicación y el crédito adecuado, Newton y Kepler por arrasar con los epiciclos, Euler mostrando la unidad del ciclo, Gauss potenciando las superficies y las distribuciones... De los conocidos personalmente: el difunto Robert Lin, Davin Larson , y Janet Luhmann, que se encargó de mi beca de pregrado en el Laboratorio de Ciencias Espaciales, y mis otros coautores de entonces, SW Kahler y NU Crooker; Jerry Edelstein, líder y mentor de los proyectos SPEAR (espectroscopia de la evolución del plasma a partir de la radiación astrofísica) y T-EDI (instrumento de descubrimiento de exoplanetas TripleSpec); David Erskine, inventor y pionero de EDI y X-EDI (interferometría de dispersión externa ordinaria y de desvanecimiento cruzado); Julia Kregenow, Dae-Hee Lee, Mario Marckwordt, Matthew Ward Muterspaugh, Kaori Nishikida, Kwangsun Ryu, Michael Scholl, Kwang-Il Seon, Martin Sirk, el difunto CH Townes, Barry Welsh y Ed Wishnow por muchas interacciones significativas. Mis difuntos padres Esther y Bill Feuerstein, además de ser mis maestros, siempre me apoyaron en mi sentido de propósito. y mis otros coautores de entonces SW Kahler y NU Crooker; Jerry Edelstein, líder y mentor de los proyectos SPEAR (espectroscopia de la evolución del plasma a partir de la radiación astrofísica) y T-EDI (instrumento de descubrimiento de exoplanetas TripleSpec), David Erskine, inventor y pionero de EDI y X-EDI (interferometría de dispersión externa ordinaria y de desvanecimiento cruzado); Julia Kregenow, Dae-Hee Lee, Mario Marckwordt, Matthew Ward Muterspaugh, Kaori Nishikida, Kwangsun Ryu, Michael Scholl, Kwang-Il Seon, Martin Sirk, el difunto CH Townes, Barry Welsh y Ed Wishnow por muchas interacciones significativas. Mis difuntos padres Esther y Bill Feuerstein, además de ser mis maestros, siempre me apoyaron en mi sentido de propósito. y mis otros coautores de entonces SW Kahler y NU Crooker; Jerry Edelstein, líder y mentor de los proyectos SPEAR (espectroscopia de la evolución del plasma a partir de la radiación astrofísica) y T-EDI (instrumento de descubrimiento de exoplanetas TripleSpec); David Erskine, inventor y pionero de EDI y X-EDI (interferometría de dispersión externa ordinaria y de desvanecimiento cruzado); Julia Kregenow, Dae-Hee Lee, Mario Marckwordt, Matthew Ward Muterspaugh, Kaori Nishikida, Kwangsun Ryu, Michael Scholl, Kwang-Il Seon, Martin Sirk, el difunto CH Townes, Barry Welsh y Ed Wishnow por muchas interacciones significativas. Mis difuntos padres Esther y Bill Feuerstein, además de ser mis maestros, siempre me apoyaron en mi sentido de propósito. líder y mentor de los proyectos SPEAR (Espectroscopía de Evolución de Plasma a partir de Radiación Astrofísica) y T-EDI (Instrumento de Descubrimiento de Exoplanetas TripleSpec), David Erskine, inventor y pionero de EDI y X-EDI (Interferometría de Dispersión Externa Ordinaria y de Desvanecimiento Cruzado); Julia Kregenow, Dae-Hee Lee, Mario Marckwordt, Matthew Ward Muterspaugh, Kaori Nishikida, Kwangsun Ryu, Michael Scholl, Kwang-Il Seon, Martin Sirk, el difunto CH Townes, Barry Welsh y Ed Wishnow por muchas interacciones significativas. Mis difuntos padres Esther y Bill Feuerstein, además de ser mis maestros, siempre me apoyaron en mi sentido de propósito. líder y mentor de los proyectos SPEAR (Espectroscopía de Evolución de Plasma a partir de Radiación Astrofísica) y T-EDI (Instrumento de Descubrimiento de Exoplanetas TripleSpec), David Erskine, inventor y pionero de EDI y X-EDI (Interferometría de Dispersión Externa Ordinaria y de Desvanecimiento Cruzado); Julia Kregenow, Dae-Hee Lee, Mario Marckwordt, Matthew Ward Muterspaugh, Kaori Nishikida, Kwangsun Ryu, Michael Scholl, Kwang-Il Seon, Martin Sirk, el difunto CH Townes, Barry Welsh y Ed Wishnow por muchas interacciones significativas. Mis difuntos padres Esther y Bill Feuerstein, además de ser mis maestros, siempre me apoyaron en mi sentido de propósito. Matthew Ward Muterspaugh, Kaori Nishikida, Kwangsun Ryu, Michael Scholl, Kwang-Il Seon, Martin Sirk, el difunto CH Townes, Barry Welsh y Ed Wishnow por muchas interacciones significativas. Mis difuntos padres Esther y Bill Feuerstein, además de ser mis maestros, siempre me apoyaron en mi sentido de propósito. Matthew Ward Muterspaugh, Kaori Nishikida, Kwangsun Ryu, Michael Scholl, Kwang-Il Seon, Martin Sirk, el difunto CH Townes, Barry Welsh y Ed Wishnow por muchas interacciones significativas. Mis difuntos padres Esther y Bill Feuerstein, además de ser mis maestros, siempre me apoyaron en mi sentido de propósito.

1. Fowles, G. (1989). Introduction to Modern Optics (2nd ed.). Dover. p. 35.
2. Wikipedia contributors, "Jones calculus," Wikipedia, The Free Encyclopedia, https://en.wikipedia.org/w/index.php?title=Jones_calculus&oldid=1020573977 (accessed August 22, 2021). 
3. Wikipedia contributors, "Plane wave," Wikipedia, The Free Encyclopedia, https://en.wikipedia.org/w/index.php?title=Plane_wave&oldid=1031803393 (accessed August 22, 2021). 
4. Born, M. Zur Quantenmechanik der Stoßvorgänge. Z. Physik 37, 863–867 (1926). https://doi.org/10.1007/BF01397477
5. Wikipedia contributors, "Born rule," Wikipedia, The Free Encyclopedia, https://en.wikipedia.org/w/index.php?title=Born_rule&oldid=1032140227 (accessed August 23, 2021).
6. H. Hurwitz and R. Jones, "A New Calculus for the Treatment of Optical SystemsII. Proof of Three General Equivalence Theorems," J. Opt. Soc. Am.  31, 493-499 (1941).
7. Chr. Huygens, Traité de la Lumière (drafted 1678; published in Leyden by Van der Aa, 1690), translated by Silvanus P. Thompson as Treatise on Light (London: Macmillan, 1912; Project Gutenberg edition, 2005), p.19.
8. Wikipedia contributors, "Huygens–Fresnel principle," Wikipedia, The Free Encyclopedia, https://en.wikipedia.org/w/index.php?title=Huygens%E2%80%93Fresnel_principle&oldid=1040360110 (accessed August 24, 2021). 
9. Wikipedia contributors, "Double-slit experiment," Wikipedia, The Free Encyclopedia, https://en.wikipedia.org/w/index.php?title=Double-slit_experiment&oldid=1034409853 (accessed August 24, 2021). 
10. Young, Thomas. "The Bakerian lecture. Experiments and calculation relative to physical optics". Retrieved 14 July 2021.
11. Chiao, R., P. Kwiat and Aephraim M. Steinberg. “Quantum non-locality in two-photon experiments at Berkeley.” Quantum and Semiclassical Optics: Journal of The European Optical Society Part B 7 (1995): 259-278.
12. arXiv:quant-ph/9501016v1

W. Michael Feuerstein es un investigador independiente que investiga la interferometría de proyección ortogonal y la discriminación de base interferométrica. Tiene experiencia en investigación profesional en física espacial (en particular, la relación entre el campo magnético interplanetario y las distribuciones del ángulo de inclinación de los electrones), astronomía ultravioleta lejana y extrema nacida en el espacio e interferometría de dispersión externa para la búsqueda de planetas Doppler.

Las imágenes no son accesibles para todos los usuarios. Escriba las partes relevantes de la imagen. Además, podría ser útil explicar las cosas con sus propias palabras en lugar de simplemente publicar texto de otra fuente. Alternativamente, puede vincular a la fuente y luego indicar las partes relevantes en su respuesta.
Este es mi trabajo. Supongo que quieres que pegue el texto en lugar de enviar imágenes de mi texto. ¿Correcto?
Me gustaría escribir las partes pertinentes de la misma. Copiar y pegar puede no ser el mejor formato aquí, pero es un paso en la dirección correcta.
Muy bien. Ya abrevié mi preimpresión, por lo que el texto no debería ser demasiado largo. Espero que el sistema aquí se adapte a las referencias. En cuanto a las Figuras, supongo que pondré las leyendas en el comentario de la imagen. No estoy usando TEX, entonces, ¿cómo saldrán las ecuaciones? ¿Les guardo imágenes?
Para ecuaciones y símbolos, use mathjax
extraño: borré las imágenes en preparación para publicar texto + Figuras. ¿Alguien los volvió a agregar? Bueno, planeo editar sobre la marcha, entonces. Todos, hagan preguntas específicas para darme una mejor idea de cómo modificar la respuesta. "Tal como está escrito actualmente, es difícil de entender..." me deja tambaleándome un poco. ¡Mejor!
Muy buen trabajo... y muy bien presentado. ¿El primer polarizador (el que condiciona la luz) tiene algún efecto?... si tuvieras que girarlo 180, entonces el cero central se convierte en el máximo central y el máximo central se convierte en el cero central. Estoy tratando de entender la simetría de la situación. (es posible que el primer polarizador cree una forma de luz más pura que el láser sin procesar... ¿o tal vez no?... intente solo con el láser sin procesar)
@PhysicsDave Su apreciación es muy apreciada. No en el polarizador del prefiltro. Yo uso un puntero láser polarizado Atlasnova de calidad decente; el prefiltro da un máximo distinto y un mínimo distinto con una separación de unos 90 grados cuando se gira sobre el eje del haz. Me imagino que el prefiltro asegura que si el modo láser salta (a una polarización diferente, si tal cosa es posible), solo la intensidad sufriría. Para una rotación de 180 grados, el cero central vuelve a ser un cero central (gracias por la fraseología). Sin el prefiltro, los patrones son los mismos (el modo láser es puro).
Tengo un video corto en el que giro la batidora a mano alzada en la pantalla de observación del papel. El papel es un excelente despolarizador (o dispersor de polarización, según sea el caso), por lo que cualquier franja es visible incluso con el mezclador plano contra la pantalla de observación. IOW, el mezclador es un mezclador para la luz delantera y una ventana neutra para la luz retrodispersada (observada). ¿Puedo publicar un video o gif aquí, o necesito publicar y vincular?
¿Cuál es exactamente su "prefiltro" ... Supongo que es un polarizador que agregó? ¿O vino con láser?... a veces estos elementos solo ayudan a dar forma al rayo como una apertura solamente.
Podría ser interesante ejecutar el experimento sin polarizador H y V en las rendijas, solo los 2 diagonales... o me refiero al láser/prefiltro y mezclador. Pero tal vez no ... Supongo que lo que muestra es que D y AD dan el patrón "anti". PD: no soy un experto en formatear elementos para SE ... pero su documento anterior y sus imágenes son bastante claros.
@PhysicsDave Sí, el prefiltro es un polarizador de hoja simple con el eje de transmisión colineal a la polarización lineal (bastante pura) del láser. Estaba pensando que podría ser redundante, pero finalmente lo mantuve para evitar preguntas sobre el cambio de modo. Una vez usé un pequeño láser que saltaba de modo (en un contexto diferente) y fue un dolor.
@PhysicsDave Las rendijas desnudas siempre hacen un máximo central para cualquier entrada. El mezclador dejaría pasar el patrón cuando estuviera alineado y lo bloquearía cuando no estuviera alineado con la entrada. (No puedo probarlo hoy, pero estoy bastante seguro). En términos matemáticos, uno volvería a trabajar con la ecuación. 2 reemplazando la matriz de identidad en la posición del mezclador con la matriz de Jones para un mezclador D o AD. Muchas gracias por tu comentario sobre la claridad; es muy importante para mí recibir comentarios al respecto.
No esperaba el patrón "anti". El enfoque de Feynman dice que los fotones viajan por los caminos más probables, que normalmente son los más cortos que son múltiplos de longitud de onda. Entonces, para obtener el patrón "anti" en algún lugar después de pasar por 2 polarizadores (H + AD o V + AD) y el prefiltro, debe haber un cambio de fase de 180 en la luz. De alguna manera, la configuración de AD provoca o permite esto para que el anti Se prefieren los caminos.
PD: dado que su "prefiltro" en teoría no está haciendo demasiado, podría eliminarlo solo para asegurarse de que no sea necesario para el patrón "anti". Sí, estoy de acuerdo en que la eliminación de H y V no es productiva... Solo estaba tratando de entenderlo... Creo que hay un cambio de 180 con los combos polarizadores... según la teoría de Feynman.
@PhysicsDave ¿Tiene la referencia de los "caminos más probables" de Feynman?
este es un buen comienzo arxiv.org/pdf/1504.07530.pdf
feynmanlectures.caltech.edu/II_19.html " No es que una partícula tome el camino de menor acción, sino que huele todos los caminos de la vecindad y elige el que tiene la menor acción por un método análogo al de qué luz eligió el tiempo más corto".
Acabo de agregar la tabla según el formato SE: se muestra bien durante la edición, pero parece texto sin formato en mi navegador. ¿Alguien puede ayudar?
Una respuesta poderosa. Para obtener ayuda en tiempo real con el reformateo, tal vez pregunte en Physics Chat . Tenga en cuenta que los patrones de franjas D y AD deben ser complementarios, porque se suman para dar el patrón sin franjas.
@rob ¡Gracias por la edición y el cumplido! Estoy de acuerdo con la complementariedad. La franja complementaria parece corresponder a la complementariedad de las polarizaciones físicas D y AD. Tu comentario me llevó a reflexionar sobre esto , esto y esto . Ahora veo que una afirmación que hago en otro lugar puede enunciarse como consecuencia de la última.

Dado que la luz debe viajar a través de ambas rendijas para que se vea un patrón de interferencia, cuando la fuente de luz es H o V, no se producirá ninguna interferencia ya que la luz incidente solo podrá pasar a través de una rendija.

Cuando la luz incidente es D o AD, ocurre una situación interesante. Dependiendo de qué tan estrechos sean los anchos de la rendija, la rendija misma tiene una tendencia a polarizar la luz (que podemos definir como la orientación V). Esto significa que muy poca luz atravesará la rendija con el polarizador H colocado sobre ella, independientemente de la polarización de la luz incidente.

Por lo tanto, incluso en el caso de D y AD, esencialmente no se verá ningún patrón de interferencia. Básicamente, ha diseñado un experimento que, a todos los efectos prácticos, evita que la luz incidente atraviese ambas rendijas. Y este es el caso para todas y cada una de las polarizaciones de la luz incidente.

¿Qué tan estrecha debe ser la rendija para que actúe como polarizador? Mi intuición es de algunas longitudes de onda, lo que significaría que el efecto no es una preocupación práctica en un experimento de cocina.
@rob por debajo de 100 GHz, una técnica estándar para usar polarizadores de cables en los que los cables están separados por una fracción de longitud de onda; por ejemplo, un sistema de 77 GHz (cuasi-Cassegrain) tiene una malla de alambre impresa en el subreflector parabólico cuyos alambres son aproximadamente λ 3 aparte. Entonces, cuando se ilumina con un campo cuyo mi es paralelo a los cables, actuarán como un reflector cuyo foco es el puerto de transmisión/recepción, pero es transparente a un campo cuyo mi es perpendicular a los alambres.
@hyportnex Gracias, eso es lo que sospechaba. Para la luz visible (longitud de onda de medio micrón) a través de una abertura hecha con una hoja de afeitar (quizás de 50 a 100 micrones), esperaría un impacto cero en la polarización. Eso hace que el párrafo final de esta respuesta (v1) sea sustancialmente incorrecto.
@rob Estoy de acuerdo contigo. En los viejos tiempos, la gente solía fabricar polarizadores de alambre estirados en un marco de madera hasta 10 GHz porque la longitud de onda es entonces > 30 metro metro y un alambre apropiadamente delgado puede tener un diámetro 2 metro metro , una construcción bastante fácil. De hecho, sugeriría que el OP experimente con la polarización de RF en lugar de usar frecuencias ópticas, la vida en el laboratorio es más fácil en 10 metro metro escala que en 1 m metro escala.
buenos comentarios De hecho, respondí esta pregunta antes de que se editara con el diagrama y se identificara como un experimento de "cocina". Por lo tanto, lo abordé más desde la perspectiva de un experimento mental en condiciones ideales (rendijas lo más estrechas posibles). En estas condiciones, las rendijas polarizarán la mayor parte de la luz incidente. Pero, sí, para un experimento de cocina, los anchos de las rendijas serán demasiado grandes para crear una polarización significativa.
"Dado que la luz debe viajar a través de ambas rendijas para que se vea un patrón de interferencia" ... Reafirmaría esto como ... Dado que la luz debe -tener la opción de- viajar a través de ambas rendijas para que se vea un patrón de interferencia. Buena respuesta, votada.
@JRL gracias por ayudarme a ver el conflicto entre las conceptualizaciones idealizadas y de cocina. Sí, de hecho hice esto en mi "cocina" (en realidad, principalmente en el pasillo) con material polarizador, cartón y cinta aislante (y un puntero láser decente). Creo que todos deberían hacerlo: es mucho más fácil que resolver la onda plana compleja (pero eso no es demasiado difícil). ~ 5 días para publicar mi respuesta. :-)
@JRL Curiosamente, mi solución asume rendijas infinitamente estrechas en principio porque no integro sobre un ancho de rendija finito. Pero dado que solo busco coherencia entre las fases de la rendija, no parece importar cuál sea la geometría real. La única diferencia al enmarcar las ecuaciones parece ser la dualidad de las rendijas en lugar de la singularidad de las rendijas (una rendija), si eso tiene sentido.

En su configuración, no puede obtener interferencia de dos rendijas si la fuente de fotones es completamente vertical u horizontal, pero tenga en cuenta que aún tendrá interferencia de una sola rendija. Si la fuente de fotones es completamente diagonal o completamente antidiagonal, su configuración obtendrá interferencia de dos rendijas.

Gracias. Y las franjas de AD están desfasadas 180 grados con respecto a las franjas de D.
@feuerstein hay diferentes formas de ver o derivar la fase. Debes avanzar hasta la doble rendija comenzando con un solo borde. Consulte mi artículo "Single Edge Certainty" en billalsept.com.