Фотонна поляризация
Има три основни състояния на поляризация: плоска, кръгова и елиптична поляризация. В общия случай поляризираната светлина има елиптична поляризация, т.е. траекторията на проекцията на края на вектора на напрегнатост на електрическото поле на вълната върху равнина, перпендикулярна на посоката на нейното разпространение, е елипса. Най-голям практически интерес представляват два екстремни случая на елиптична поляризация: линейна поляризация, когато елипсата се изражда в сегмент, и кръгова поляризация, при която елипсата се превръща в кръг.
От квантово-механична гледна точка концепцията за поляризация на светлината се свързва с наличието на спин във фотона. Фотоните, като частици с нулева маса на покой, могат да бъдат в две състояния с импулс ±ћ (ћ е константата на Планк), насочен по импулса на фотона. Такива фотони имат кръгова поляризация: ляво, когато квантовото число m = +1, или дясно, когато m = –1. Елиптично поляризираните фотони са в състояние, което се състои от състояния с m = ±1; за линейна поляризация суперпозицията на тези състояния е такава, че средната проекция на импулса върху посоката на импулса е нула.
Фотонна интерференция. Описани са експерименти с интерференция при ниски интензитети на светлинния поток, от които се прави извод за наличието на явление интерференция при наличие само на един фотон. Обсъжда се интерпретацията на интерференционните явления в рамките на корпускулярните концепции.
Ако светлинният поток е представен като поток от фотони, тогава е необходимо да се приеме, че концентрацията на фотони в потока е пропорционална на квадрата на амплитудата на напрегнатостта на електрическото поле на вълната ( ). Невъзможно е да си представим интерференцията като процес на "наслагване на фотони".
ПриИзползвайки концепцията за фотони, образуването на центрове на проявление се обяснява с абсорбцията на фотони от частици сребърен халид. Частица сребърен халогенид е равномерно разпределена по обема на самочувствителния слой. Вероятността за поглъщане на фотон от халогенидна частица за фотони с фиксирана честота може да се счита за постоянна. Броят на абсорбираните фотони в някакъв физически безкрайно малък обем е пропорционален на произведението от броя на частиците сребърен халид в този обем, вероятността за абсорбция на фотони и концентрацията на фотони. "Почерняването" на обема, от една страна, е пропорционално на броя на погълнатите фотони, а от друга - на интензитета на интерферентната картина.
От това заключаваме, че концентрацията на фотони в стояща вълна е пропорционална на , т.е. тя се променя по дължината на стоящата вълна и се определя от квадрата на амплитудата на колебанията на вектора на напрегнатост на електрическото поле в съответните точки на стоящата вълна.
Абсорбцията на фотон от частица сребърен халогенид означава физическо откриване на фотон в областта на тази частица. Поглъщането на фотон от халогенидна частица е случаен процес и може да се опише само с вероятностни методи. Горното разсъждение ни позволява да заключим, че плътността на вероятността за откриване на фотон близо до z координатата е пропорционална на квадрата на амплитудата на силата на електрическото поле на вълната. Това заключение е важно за корпускулярната интерпретация на интерференцията на електромагнитните вълни, но не означава, че фотонът има координати и се движи по някаква траектория.