Снова, в чём схожи и в чём различны кванты и короткие цуги электромагнитных волн?
И главное, как ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНО отличить их друг от друга?
Ответы на первый вопрос.
Схожи:
По краткости акта излучения.
Иногда по "содержащейся" в них энергии электромагнитного поля.
Различны:
По параметрам, от которых зависит содержание энергии в них.
В фотонах она определяется только частотой колебаний "ню".
В цугах, пусть сколь угодно коротких, она определяется амплитудой колебаний, их частотой и длительностью самого процесса излучения.
Отсюда выясняется, что во всех квантах (фотонах) амплитуда колебаний постоянна. И, весьма возможно, количество циклов колебаний тоже постоянно.
В цугах они могут быть сколь угодно раличными.
Длительность излучения цуга может быть различной для любых как цугов, но не для фотонов.
Частота тоже переменная как для цугов, так и для фотонов. Таким образом, если разница между двумя видами излучения сводится (не задаваясь характером процесса, их породившего), лишь к различию амплитуд, то есть ли ещё какой-то параметр, который был бы различен у цуга и фотона?
Да, у фотона ЧИСЛО КОЛЕБАНИЙ ПОЛЯ, в нём содержащихся, ПОСТОЯННО. Скажем тысяча или сто или миллион. ДЛЯ ЛЮБЫХ ФОТОНОВ.
У цуга оно произвольно. Следовательно, получается, что цуг волн может ИМИТИРОВАТЬ СОБОЙ КВАНТ. Скажем, излучается определённый квант, содержащий тысячу колебаний поля. Амплитуда их постоянна.
Если мы искусственно создадим условия, процесс, при котором управляемые нами частота, амплитуда и длительность цуга будет полностью идентичны кванту, то КАК атом, получивший такую порцию энергии, "сможет отличить" этот цуг от кванта?
НИКАК!
Но, поскольку в природе такая искусственность, нами специально созданная, обычно, статистически, редка, то попробуем всё же провести мысленный эксперимент попытки их различить.
Имеется некое неизвестного характера монохроматическое излучение. Как нам узнать, это излучение цуговое или квантовое?
По идее, просто проверить некое достаточно статистически достоверное число наугад выбранных пульсов энергии. Если все они будут постоянны по амплитуде и по количеству колебаний поля в них, значит - это кванты. Фотоны.
Если то же статистически достоверное количество "измеренных" квантов различны по амплитуде и количеству в них колебаний, но одинаковы по только по частоте, то это цуги.
Но это гипотетический опыт.
А реально?
Можно попробовать воспроизвести опыты с фотоэффектом? Используя явление "красной границы" фотоэффекта?
Если мы "искусственно сконструировали" цуг электромагнитных волн, по всем параметрам - частоте и энергии - схожий с квантом, то и атомы, и свободные электроны в металле вряд ли "распознают" подделку, и эффекты будут схожими с такими же, но вызываемыми "оригинальными" фотонами!
Итак , получается, что теоретически цуги и кванты, излучаемые некими монохроматическими источниками, можно различить!
А на практике, экспериментально, нельзя, ибо любые наши приборы тоже построены из атомов и прочего, а раз и атом, и свободные электроны могут быть "обмануты" подделкой, то эти два физических явления принципиально НЕРАЗЛИЧИМЫ.
Отсюда следует ещё один многозначащий вывод: Когда мы говорим о неких процессах излучения и НЕ ЗНАЕМ АПРИОРИ, что они произошли квантово, то и НЕЛЬЗЯ АПРИОРИ считать это излучение, состоящим из фотонов!