Shock Media

Navigatie

Lasers

Naam Bericht
Pongaddict

Beste,

Ik had onlangs een docu gezien over Hugh Everet die een Two Slit experiment had uitgevoerd. Nu er werd gezegd dat hij een laser gebruikte (single foton), mijn vraag kreeg vorm, zend een laser meerder fotonen uit of kan het ook een enkele stroom van 1 foton achter 1 foton uitzenden?

meer info, http://abyss.uoregon.edu/~js/cosmo/lectures/lec08.html
[Bericht gewijzigd door Pongaddict op 15 mei 2008 18:05:37]
klein is fijn
Moderator

De laser zelf niet. Je zit vast aan het golfkarakter van licht en het Heisenberg uncertainty principle. Des te korter de puls licht wordt, des te slechter is de golflengte te definieëren. Dat wordt zelfs zo erg, dat je een wit-licht laser kan maken als de pulsduur maar kort genoeg is. Je zit dan wel over femtoseconden te praten.
Als er maar 1 foton uit de laser komt dan is de puls zo kort, dat dat de golflengte waarschijnlijk totaal niet de definieëren is.

Wat moet er trouwens achter de & in de titel?
[Bericht gewijzigd door klein is fijn op 15 mei 2008 18:56:27]
kif gaat naar is in Japan. Lees meer op http://www.kleinisfijn.nl/?page=japan
SparkyGSX

Eh, was het idee van het two-slit experiment nou niet juist dat je kan aantonen dat ook 1 foton zich gedraagt als een golf, en door beide speetjes gaat?

Ik zie niet in wat Heisenberg hiermee te maken heeft, hoe gaat dat op als je het feitelijk hebt over meerdere metingen op meerdere deeltjes? Ik kan me zo voorstellen dat een foton het helemaal niet interessant vindt of hij een broertje of zusje heeft waar je ook aan meet.

Ik heb niet bijster veel verstand van dit soort natuurkunde hoor, al vindt ik het wel erg interessant.
Pongaddict

& = typo

Maar het is dus mogelijk?
klein is fijn
Moderator

quote:
Op 15 mei 2008 22:07:54 schreef SparkyGSX:
Ik zie niet in wat Heisenberg hiermee te maken heeft
Hij vroeg of een laser 1 foton stuk voor stuk kon uitzenden. Dat kan dus niet, want dat moet de laser zo'n korte puls geven dat de golflengte totaal niet meer te definieëren is.

Als je iets zoekt wat 1 voor 1 fotonen afgeeft zou ik het eerder in de radioactieve hoek zoeken. Iets met een lange halfwaardetijd wat gamma straling afgeeft. Die fotonen zijn ook een stuk makkelijker te detecteren. Echter geen experimentjes voor thuis.
kif gaat naar is in Japan. Lees meer op http://www.kleinisfijn.nl/?page=japan
Phlogiston

Ja het is mogelijk, en wat KIF zegt is volgens mij maar gedeeltelijk waar: namelijk alleen als je ook precies weet wanneer je de puls zend. Als je verder geen metingen doet aan wanneer een foton precies wordt uitgezonden, dan is de onzekerheid in tijd erg groot, en kan de golflengte dus goed gedefineerd zijn. (hstreep/2 <= deltaE*deltaT).

Denk bijvoorbeeld aan een (gewone) laser die je door een -bijna- ondoorlaatbare plaat heen laat schijnen. Er komen dan maar heel weinig fotonen uit aan de andere kant. Je kiest de plaat zo dik/ondoorlaatbaar dat er bijvoorbeeld gemiddeld maar 1 foton per seconde doorkomt. Het vorige foton heeft dan allang het detectiescherm bereikt als de volgende erdoorkomt. Golflengte blijft onveranderd.
"If a rocket goes up, who cares where it comes down." - Wernher von Braun
alex278

Ik vraag me trouwens af of je met 'serieuze hobby'-middelen afzonderlijke fotonen kunt tellen. Ik heb zo'n vermoeden van wel...
Frederick E. Terman

Het tweespletenexperiment is inderdaad ook met losse fotonen uit te voeren. In veel natuurkundeboeken zie je de plaatjes waarop je eerst een paar stipjes ziet, op volgende plaatjes meer, tot je toch weer het interferentiepatroon ziet. Het is idd een kwestie van een zwakke bron; met een zwaar filter bijvoorbeeld.

Grappig weetje: in "totaal" donker kan ook het menselijk oog losse fotonen zien. Je ziet dan een flitsje.
Het duurt wel ettelijke minuten voor je oog die maximale gevoeligheid bereikt heeft.
Phlogiston

quote:
Grappig weetje: in "totaal" donker kan ook het menselijk oog losse fotonen zien. Je ziet dan een flitsje.
Het duurt wel ettelijke minuten voor je oog die maximale gevoeligheid bereikt heeft.


In vroeger dagen druppelden ze daarvoor ook een beetje cocaine in het oog, daar krijg je grotere pupillen van --> meer lichtinval.

quote:
Ik vraag me trouwens af of je met 'serieuze hobby'-middelen afzonderlijke fotonen kunt tellen. Ik heb zo'n vermoeden van wel...


Fotomultiplicatorbuis. Zijn soms tweedehands voor een prikkie te koop.
"If a rocket goes up, who cares where it comes down." - Wernher von Braun
Frederick E. Terman

Of belladonna in de oogjes.. deden de dure dames vroeger om er, met die grote ogen, lekkerder uit te zien.
Vandaar de naam: bella donna.
Pongaddict



Cocaine in het oog, creepy grote pupillen :s
Eagle666

Volgens mij is dit weer zo'n onderwerp voor oneindige discussie. Fotonen en golven komen voort uit 2 verschillende theorien en vaak afhankelijk van de golflengte tov systeemafmetingen moet je tussen de ene of andere theorie (model) kiezen.

Het gegeven experiment is er juist voor om aan te tonen dat je voor licht beide theorien kunt gebruiken onder de juiste omstandigheden.

Kun je een 1 foton met een laser genereren? Tja das nou net waarvoor de proef is opgesteld om aan te tonen. Wat er nou werkelijk gebeurd is lastig, het is immers een theorie...
Pongaddict

Hm, ik wil hier niet over quantummechanica gaan zagen.
Het is zeer ingewikkelde materie, zelfs voor iemand die het al een tijdje volgt.

Maar de reden dat ik dacht dat het mogelijk was is dat als men ,nu met beginnende quantumcomputers, een elektron kan beheersen men ook een foton zou kunnen beheersen aangezien deze volgense theorien zich hetzelfde gedragen.$

(offtopic: Had iemand onlangs gehoord of gelezen over die enkelelektrontransistor? Men ging 1 Ampere opnieuw defieneren als een elektronenstroom.)
Frederick E. Terman

Sorry.. het is ook zo aantrekkelijk daar even op in te gaan.
On subject, samengevat: voor zover we weten kun je niet op commando "losse" fotonen maken. De in de startpost genoemde proef is gedaan met een bron die zo zwak is dat er losse fotonen invallen, maar precies wannéér weet je dan niet.

Hoe het met die enkel-elektron beweging gaat weet ik niet. Het lijkt we wel fijn een betere basisstandaard voor de ampere te hebben. Voor massa trouwens ook (ook atomen tellen). De meter hebben we nu gelukkig wel via de basis; we hoeven niet meer naar Parijs.
(Z)weetvoetje

Eigenlijk is het hele begrip 'laser' verkeerd voor losse fotonen. Een laser is eigenlijk een medium waarin licht van de goede golflengte in intensiteit versterkt wordt. Stop je er 1 foton in, dan komen er 10 uit (bij wijze van spreken).

Maar er is denk ik toch wel een redelijke mogelijkheid om met redelijke betrouwbaarheid 1 los foton uit te zenden.

Men is tegenwoordig in staat om dingen te maken die zo klein zijn dat ze zich voordoen als 1 enkel 'atoom', qua eigenschappen. Je kunt zo'n ding voorzichtig aanslaan; in een hoger energieniveau brengen, en dan komt op een gegeven moment die energie er weer uit, bijv. als een foton.
Je hebt dan geen controle over wanneer het foton eruit gaat komen; maar wel DAT het eruit zal gaan komen.
[Bericht gewijzigd door (Z)weetvoetje op 17 mei 2008 16:46:17]
Hogepriester in het genootschap der mexicaanse hond. // // Aan 2% van de mensen is 50% van het bezit ; 1% van het bezit is aan 50% van de mensen.
Pongaddict

quote:
Op 17 mei 2008 16:28:44 schreef Frederick E. Terman:
Voor massa trouwens ook (ook atomen tellen). De meter hebben we nu gelukkig wel via de basis; we hoeven niet meer naar Parijs.


Nou daar heb ik wat info, voor je dat is zo goed als onmogelijk. Het tellen op zich duurt al makkelijk honderden als niet duizenden jaren zelfs met de beste apparatuur, en dan zit je nog met zwaartekracht zelf welke pas eind 2008 2009 gaan beginnen te begrijpen (meer hierover zoek CERN en LHC)
[Bericht gewijzigd door Pongaddict op 17 mei 2008 17:15:11]
grotedikken

quote:
Op 15 mei 2008 22:55:05 schreef klein is fijn:
[...]Hij vroeg of een laser 1 foton stuk voor stuk kon uitzenden. Dat kan dus niet, want dat moet de laser zo'n korte puls geven dat de golflengte totaal niet meer te definieëren is.

.

Ik ben het niet met je eens.
Het kan niet omdat één enkel foton niet meer van de definitie van laser voldoet, (net zoals een vereniging van één persoon niet bestaat) en niet vanwege de pulsduur.
Een laserstraal bestaat uit een aantal aan elkaar gebreide fotonen die dezelfde fase en richting hebben.
Elk foton is een zelfstandig item.
De eigenschappen van de fotonen worden nauwelijks of niet beinvloed door de pulsduur van de laser. Bij een kortere puls laat je gewoon minder fotonen door dat is alles.

Zweetvoetje is correct, maar niet volledig.

De minimale eigenschappen van een laser zitten in het woord zelf vervat.

Light Amplification by Stimulated Emission of Radiation.

Er moet dus niet alleen versterking optreden door secundaire emissie, het moet gestimuleerde emissie zijn.

Dit werkt als volgt, onafhankelijk welk soort laser er gebruikt wordt:
In het lasermedium wordt door toevoer van energie een aantal atomen in een hogere energietoestand gebracht. Zodanig dat er populatieinversie optreedt. Dit is een moeilijk woord om te zeggen dat er meer geexiteerde atomen zijn dan normale in rusttoestand verkerende.
Dit is een onstabiele situatie, en ervallen enkele atomen spontaan terug in hun grondtoestand. De overtollige energie wordt uitgezonden in onder vorm van een elementaire (de kleinst mogelijke) energie impuls, het foton.
De fotonen die in de juiste richting uitgezonden worden, in de as van het materiaal, hebben een grote kans om te botsen op andere geexiteerde atomen.
Hierbij zal het foton door niet-elastische botsing met het (niet stabiel)atoom een tweede foton losmaken, dat identiek kwa richting en fase is.
Door aan de uiteninden een speigel te zetten op precies de juiste afstand keert het signaal in fase terug de laser in, waar het nog meer fotonen vrijmaakt. Zo krijg je een fotonenbundel die in fase is en evenwijdig loopt.

Het verschil tussen laserlicht en gewoon licht is te vergelijken met het verschil tussen een mooie sinus en een hoeveelheid ruis met dezelfde energie.
Geen wonder dus dat laserlicht bijzondere eigenschappen heeft.
[Bericht gewijzigd door grotedikken op 18 mei 2008 15:06:01]
Ik heb besloten voortaan wat aardiger te zijn. Maak me dus aub niet kwaad!
GJ_
Moderator

quote:
Op 15 mei 2008 18:55:32 schreef klein is fijn:
Als er maar 1 foton uit de laser komt dan is de puls zo kort...

Als er maar 1 foton uitkomt is het ook geen laser. Volgens mij heb je voor de "a" in laser toch echt meerdere fotonen nodig.

--edit--
hmm, de post van grotedikke nietgoed gelezen. Komt geloof ik op hetzelfde neer
[Bericht gewijzigd door GJ_ op 18 mei 2008 15:16:52]
www.xj3.nl
pe5ocb

quote:
Op 17 mei 2008 16:28:44 schreef Frederick E. Terman:
De meter hebben we nu gelukkig wel via de basis; we hoeven niet meer naar Parijs.


Er wordt altijd vergeleken met andere meters. Zoals bij alle standaarden, en ik mag dat allemaal aanraken. \o/
Frederick E. Terman

Hè bah, ben jij dat steeds, die vieze vingers?

'Tuurlijk wordt dat in werkelijkheid zo gedaan.
Maar het leuke is dat, al weer een tijdje, de lichtsnelheid per definitie 299 792 458 m/s is. Daarmee wordt de meter dus uitgedrukt als bijproduct van de lichtsnelheid, in plaats van andersom.
Zoeken in topic