Публикация научных работ

Физико-математические науки

ФИЗИЧЕСКАЯ ПРИРОДА ФОТОНА

Давыдов А.П., Злыднева Т.П.

Email: Адрес электронной почты защищен от спам-ботов. Для просмотра адреса в вашем браузере должен быть включен Javascript.

Давыдов Александр Петрович – кандидат физико-математических наук, доцент;

Злыднева Татьяна Павловна – кандидат педагогических наук, доцент,

кафедра прикладной математики и информатики,

Магнитогорский государственный технический университет им. Г.И. Носова, г. Магнитогорск

Аннотация: анализируется физическая природа фотона с точки зрения квантовой механики. Обосновывается, что понятие элементарной частицы не применимо по отношению к фотону, так же, как и понятие некоего кванта электромагнитной волны, занимающего определенную часть пространственно-временного континуума. Утверждается, что фотон, в рамках корпускулярно-волнового дуализма, проявляет себя как квазичастица – результат распространения в физическом вакууме спиновой квантово-механической волны, характеристики которой должны рассматриваться на планковских расстояниях и временах. Взаимодействие этой волны с веществом, однако, вполне можно описывать с помощью волновой функции фотона в координатном представлении, что в значительной степени устраняет проблему корпускулярно-волнового дуализма фотонов и электромагнитных волн.

Ключевые слова: квантовая механика, волновая функция, координатное представление, спин, планковские параметры, корпускулярно-волновой дуализм, физический вакуум, квазичастица.

PHYSICAL NATURE OF PHOTON

Davydov A.P., Zlydneva T.P.

Davydov Alexandr Petrovich – PhD in Physics and Mathematics, Associate Professor;

Zlydneva Tatiana Pavlovna – PhD in Pedagogy, Associate Professor,

DEPARTMENT OF APPLIED MATHEMATICS AND INFORMATICS,

NOSOV MAGNITOGORSK STATE TECHNICAL UNIVERSITY, MAGNITOGORSK

Abstract: the physical nature of the photon is analyzed from the point of view of quantum mechanics. It is substantiated that the concept of an elementary particle is not applicable with respect to a photon, as well as the concept of a quantum of an electromagnetic wave occupying a certain part of the space-time continuum. It is claimed that the photon, within the framework of wave-particle duality, manifests itself as a result of the propagation in the physical vacuum of a spin quantum-mechanical wave whose characteristics should be considered at Planck distances and times. The interaction of this wave with matter, however, can be described with the help of the photon wave function in the coordinate representation, which largely eliminates the problem of the wave-particle duality of photons and electromagnetic waves.

Keywords: quantum mechanics, wave function, coordinate representation, spin, Planck parameters, corpuscular-wave dualism, physical vacuum, quasiparticle.

Список литературы / References

1. Landau L., Peierls R. Quantenelectrodynamik im Konfigurationsraum // Zeit. F. Phys., 1930. -
2. Mandel M., Wolf E. Optical coherence and quantum optics. Cambridge University Press, 1995.
3. Sipe J.E. Photon wave functions // Physical Review A., 1995. V. 52. Pp. 1875-
4. Давыдов А.П. Квантовая механика фотона // НАУКА И ШКОЛА: тезисы докладов XXXIII науч. конф. препод. МГПИ / под ред. доц. З. М. Уметбаева. Магнитогорск: Изд-во МГПИ, 1995. С. 206 - 207.
5. Bialynicki-BirulaI.PhotonWaveFunction // ProgressinOptics, editedbyE. Wolf (North-Holland, Elsevier, Amsterdam, 1996). Vol. XXXVI. Pp. 248 - 294.
6. Давыдов А.П. Волновая функция фотона в координатном представлении // Вестник МаГУ: Периодический научный журнал. Вып. 5. Естественные науки. Магнитогорск: Изд-во Магнитогорск. гос. ун-та, 2004. С. 235 - 243.
7. Saari P.Photon localization revisited //Quantum Optics and Laser Experiments, Edited by S.Lyagushyn, S., InTech, Open Access Publisher, Croatia. Pp. 49-66, 2012.
8. Давыдов А.П. Квантовая механика фотона: волновая функция в координатном представлении // Электромагнитные волны и электронные системы, 2015. Т. 20. № 5. С. 43 - 61.
9. Давыдов А.П. О релятивистской инвариантности уравнения непрерывности в квантовой механике фотона / А.П. Давыдов, Т.П. Злыднева // Международный научно-исследовательский журнал, 2016. № 4 (46). Часть 6. С. 134-137. doi: 10.18454/IRJ.2016.46.145.
10. Давыдов А.П. О волновой функции фотона в координатном и импульсном представлениях / А.П. Давыдов, Т.П. Злыднева // Международный научно-исследовательский журнал, 2016. № 11 (53). Часть 4. С. 152-155. doi: 10.18454/IRJ.2016.53.104.
11. Давыдов А.П. Линеаризация волновых уравнений для потенциалов свободного электромагнитного поля с целью его квантовомеханического описания / А.П. Давыдов // Проблемы физ.-мат. образования в педагогич. вузах России на соврем. этапе: тез. докл. межвуз. науч.-практич. конф. / Магнитогорский гос. пед. ин-т. Магнитогорск: МГПИ, 1996. С. 116-120.
12. Давыдов А.П. О волновой функции фотона в координатном представлении в терминах электромагнитных потенциалов // Современные проблемы науки и образования: материалы L внутривузовcкой научной конференции преподавателей МаГУ. Магнитогорск: МаГУ, 2012. С. 228–229.
13. Давыдов А.П. Выбор комплексных потенциалов электромагнитного поля при моделировании эволюции однофотонного волнового пакета // Информационные технологии в науке, управлении, социальной сфере и медицине : сб. науч. трудов III Межд. конф. «Информационные технологии в науке, управлении, социальной сфере и медицине». Часть I. Томск: Изд-во Томского политехнического университета, 2016. С. 25-27.
14. Давыдов А.П. Эволюция в пространстве и во времени волнового пакета фотона фемтосекундного излучения с точки зрения квантовой механики // Современные проблемы науки и образования: тез. докл. XLIII внутривуз. науч. конф. преподавателей МаГУ. Магнитогорск: Изд-во Магнитогорск. гос. ун-та, 2005. С. 269-270.
15. Давыдов А.П., Злыднева Т.П. Однофотонный подход к моделированию короткоимпульсного лазерного излучения // Вестник науки и образования Севера-Запада России: электронный журнал, вып. 1, № 4, 2015. [Электронный ресурс]. Режим доступа: http://vestnik-nauki.ru/ (дата обращения:07.04.2017).
16. Davydov A., Zlydneva T. Modeling of short-pulse laser radiation in terms of photon wave function in coordinate representation [Electronic resource] / A. Davydov, T. Zlydneva // Instrumentation engineering, electronics and telecommunications – 2015: Paper book of the International Forum IEET-2015. P. 51-63. Izhevsk: Publishing House of Kalashnikov ISTU, 2016. 208 p. 7 MB. URL: http://pribor21.istu.ru/proceedings/IEET-2015.pdf/ (date of accessed: 30.10.2016).
17. Давыдов А.П. Волновая функция фотона в координатном представлении: монография. Магнитогорск: Изд-во Магнитогорск. гос. техн. ун-та им. Г.И. Носова, 2015. 180 с.
18. Давыдов А.П. О снижении скорости свободных фотонов при моделировании их распространения в пространстве с помощью волновой функции в координатном представлении / А.П. Давыдов, Т.П. Злыднева // Труды XIII междунар. научно-технической конф. АПЭП-2016. Том 8. Новосибирск,С. 50-
19. Davydov A.P. On the reduction of free photons speed in modeling of their propagation in space by the wave function in coordinate representation/ A.P. Davydov, T.P. Zlydneva // 2016 13th International scientific-technical conference on actual problems of electronic instrument engineering (APEIE) – 39281 proceedings. V. 1. Novosibirsk,-240.
20. Davydov A.P., Zlydneva T.P. The Young’s interference experiment in the light of the single-photon modeling of the laser radiation [Electronic resource] // Information Technologies in Science, Management, Social Sphere and Medicine (ITSMSSM 2016). 2016. P. 208-215. URL: http://www.atlantis-press.com/php/pub.php?publication=itsmssm-16(accessed: 30.10.2016).
21. Давыдов А.П. Новая классическая интерпретация спина электрона и его энергия связи // Наука - вуз - школа: Тезисы докладов XXXI науч. конф. препод. МГПИ / Магнитогорск. пед. инт; Под ред. доц. З.М. Уметбаева. Магнитогорск: Изд-во МГПИ, 1993. С. 308-311.
22. Давыдов А.П. Гипотеза черной дыры в центре электрона и неинвариантность электрического заряда (при его вращении) как следствие КЭД, ОТО, СТО // Проблемы физ.-мат. образования в пед. вузах России на соврем. этапе: Тез. докл. межвуз. науч. конф. 19-21 марта 1996. Магнитогорск: Изд-во МГПИ, 1996. С. 120 - 126.
23. Давыдов А.П. Новые квантовые объекты космомикрофизики – элементарные бессингулярные черные дыры – как следствие КЭД и ОТО // Фундаментальные и прикладные исследования: сб. науч. труд. Магнитогорск: Изд-во МГПИ, 1997. С. 22-41.
24. Давыдов А.П. Квазиклассический подход к проблеме структуры лептонов // Современные проблемы науки и образования: Сб. тез. докл. науч. конф. Магнитогорск: МГМИ, 1997. С. 137.
25. Давыдов А.П. Возможность квантовых бессингулярных черных дыр с планковскими параметрами и экстремальной метрикой в физике и космологии // Электромагнитные волны и электронные системы. 1998. Т. 3, № 2. С. 67-78.
26. Давыдов А.П. Фотон как квазичастица при возбуждении спиновой волны в физическом вакууме на планковских расстояниях // Современные проблемы науки и образования: тез. докл. XLIV внутривуз. науч. конф. преподавателей МаГУ. Магнитогорск: МаГУ, 2006. С. 174.
27. Давыдов А.П. Экстремальные максимоны, структура фундаментальных частиц, КЭД, ОТО и РТГ А.А. Логунова // Электромагнитные волны и электронные системы. 2001. Т. 6. № 5. С. 4-13.
28. Давыдов А.П. О построении специальной теории относительности (СТО) из симметрии пространства и времени без постулатов СТО // Электромагнитные волны и электронные системы. 2003. Т. 8. № 1. С. 49 - 58.
29. Давыдов А.П. Строгое доказательство соотношения неопределенностей для энергии и времени в духе доказательства соотношений неопределенностей Гейзенберга // Современные проблемы науки и образования: Матер. докл. XLVII внутривуз. науч. конф. преподавателей МаГУ. Магнитогорск: МаГУ, 2009. С. 338 - 340.
30. Давыдов А.П. Общее доказательство соотношения неопределенностей для энергии и времени в дисперсионной трактовке в квазиклассическом и квантовом случаях // Современные проблемы науки и образования: Матер. докл. XLVIII внутривуз. науч. конф. препод. МаГУ. Магнитогорск: МаГУ, 2010. С. 323 - 325.
31. Давыдов А.П. Дисперсионная интерпретация соотношения неопределенностей для энергии и времени и короткоимпульсное лазерное излучение в квазиклассическом подходе // Инновации в науке / Сб. ст. по материалам XXXII междунар. науч.-практ. конф. № 4 (29). Новосибирск: Изд. «СибАК», 2014. С. 6-14.
32. Давыдов А.П. О дисперсионной трактовке соотношений неопределенностей для энергии и времени в квантовой механике // Фундаментальные и прикладные проблемы науки. Т. 2. Материалы IX Международного симпозиума, посвященного 90-летию со дня рождения академика В.П. Макеева. М.: РАН, 2014. С. 17 - 24.
33. Давыдов А.П. Оператор энергии и соотношение неопределенностей для энергии и времени в квантовой механике // Инновации в науке / Cб. ст. по материалам XLIII междунар. науч.-практ. конф. № 3 (40). Новосибирск: Изд. «СибАК», 2015. С. 7 - 19.
34. Давыдов А.П. О соотношении неопределенностей для энергии и времени для однофотонных состояний с гауссовским импульсным распределением // Инновации в науке / Cб. ст. по материалам LV междунар. науч.-практ. конф. № 3 (52). Новосибирск: Изд. «СибАК», 2016. С. 115-123.

Ссылка для цитирования данной статьи

		Тип лицензии на данную статью – CC BY 4.0. Это значит, что Вы можете свободно цитировать данную статью на любом носителе и в любом формате при указании авторства.
Давыдов А.П., Злыднева Т.П. ФИЗИЧЕСКАЯ ПРИРОДА ФОТОНА // Проблемы современной науки и образования  №13 (95), 2017. - С. {см. журнал}.

Поделитесь данной статьей, повысьте свой научный статус в социальных сетях