关于态密度的理解:简化到一维的情况,其中腔长为L。在周期性边界条件下,允许的行波模式的波矢为ki=2πni/L,n;为正整数,相邻态2元的间隔为自由空间中的态(mode)密度问题假设在一个边长为L的三维方盒子中,L→80,伸展至自由空间,那么对波矢的求和可以写成积分1d3k其中乘以2是每个mode有两个偏振方向。17
17 l 关于态密度的理解: 简化到一维的情况,其中腔长为�。在周期性边界条件下, 允许的行波模式的波矢为�+ = 2��+/�, �+为正整数,相邻态 的间隔为%/ * 自由空间中的态(mode)密度问题 假设在一个边长为�的三维方盒子中,� → ∞,伸展至自由 空间,那么对波矢的求和可以写成积分
Z~ 2()/d3k其中乘以2是每个mode有两个偏振方向。问题:Vk~Vk+dvk中有多少个mode存在?2元-元d3=k2dkd = 42dksinθ de00设k~k+dk中的mode数目为dN,有(令v=ck)YL3 v2k2dk =dN = 8元3dy元2L3y2我们就可以定义态密度D(v):D(v)=元2318态密度的重要性,如自发辐射
18 l 问题:�9~�9 + ��9中有多少个mode存在? p�>� = �%�� q ) / sin � �� q ) %/ �� = 4��%�� 设�~� + ��中的mode数目为��,有(令� = ��) �� = 8� � 2� > �%�� = �> �% �% �> �� 我们就可以定义态密度� � :� � = *$ /% 2% .$ 态密度的重要性,如自发辐射
模式如来佛:孙猴子:光子19
19 如来佛:模式 孙猴子:光子
二、Fock态(具体内容参考粒子数表象部分,不再赞述)真空涨落的问题(电场在真空态的涨落问题)一维单模电场E在|n)态中存在涨落。特别是在真空态|0)中有真空涨落。由电场表达式E=Eae-ivt+ikz+H.c.可以计算涨落4E = /(E2) -(E)2其中E2=EE+,对任意Fock态n),可得(E2) = (n|E2[n) = [e|2(2n + 1)(E) = (n|E|n) = 0所以:4E=Je|V2n+1当n=0时,真空态0)的涨落4E=el±0。虽然此时一个光子都没有,但是电场仍然存在涨落,涨落是多大呢?(vacuum statefluctuation)20
20 二、Fock态 (具体内容参考粒子数表象部分,不再赘述) l 真空涨落的问题(电场在真空态的涨落问题) 一维单模电场�在|�⟩态中存在涨落。特别是在真空态|0⟩中有 真空涨落。由电场表达式� = ���1+2#5+9' + �. �.可以计算涨落 �� = �% − � % 其中�% = ��5 ,对任意Fock态|n⟩,可得 �% = � �% � = |�| % 2� + 1 � = � � � = 0 所以: �� = |�| 2� + 1 当� = 0时,真空态|0⟩的涨落�� = � ≠ 0。虽然此时一 个光子都没有,但是电场仍然存在涨落,涨落是多大呢? (vacuum state fluctuation)