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Titolo: foto del fotone

Se il fotone generato dal salto energetico verso il basso di un
elettrone è un' entità fisica, misurabile, mi chiedo:
1) quanto tempo impiega l'elettrone a compiere il suo "salto"
2) dunque quanto tempo dura il parto del fotone
3) qual'è la funzione che descrive l' emissione del quanto "hni"
    (ni = frequenza): da zero ad un massimo e poi ritorno a zero
4) mi aspetto una funzione sulle coordinate: intensità, tempo
ho rovistato un po' di portali come altavista, lycos, yahoo e non ho
trovato alcun sito in cui l' argomento viene trattato. O forse non ho
fatto le ricerche giuste. In questo caso che cosa devo inserire nella
finestrella del "search"?
Grazie.
Giorgio

Giorgio Chiantore ha scritto:
 > Se il fotone generato dal salto energetico verso il basso di un
 > elettrone è un' entità fisica, misurabile, mi chiedo:
 >
 > 1) quanto tempo impiega l'elettrone a compiere il suo "salto"
 > 2) dunque quanto tempo dura il parto del fotone
 > 3) qual'è la funzione che descrive l' emissione del quanto "hni"
 >     (ni = frequenza): da zero ad un massimo e poi ritorno a zero
 > 4) mi aspetto una funzione sulle coordinate: intensità, tempo
Non e' affatto detto che una teoria fisica che descrive il fenomeno
in questione debba rispondere alle tue domande per essere accettabile.
I fisici hanno imparato da un pezzo che nel mondo degli atomi e dei
fotoni le categorie cui ci ha abituato l'esperienza (e la fisica)
macroscopiche non funzionano, e bisogna imparare regole nuove.
La teoria che descrive le cose di cui parli si chiama "elettrodinamica
quantistica", e ti potra' rispondere alla seguente domanda:
Se al tempo t=0 l'atomo e' stato portato in uno stato eccitato, e se ho
disposto attorno all'atomo dei rivelatori capaci di darmi con certezza
l'arrivo di un fotone e il tempo di arrivo, quale sara' la
probabilita' che un fotone arrivi al tempo t?
La risposta del calcolo sara' un'esponenziale decrescente, con una
costante di tempo che la teoria sa calcolare, una volta specificato
l'atomo e i livelli in gioco.
Non puoi prevedere l'esatto istante t, ne' puoi pensare all'emissine
di un fotone come qualcosa che ha una "durata".
In un certo senso ce l'ha, perche' solo dopo un tempo suff. lungo
puoi essere sicuro che il fotone e' stato emesso; ma potrebbe anche
venire rivelato molto presto.
Ma bada che questa e' solo una risosta sommaria: per capire il problema
c'e' solo una cosa da fare, studiare (seriamente) la meccanica
quantistica.
 > ho rovistato un po' di portali come altavista, lycos, yahoo e non ho
 > trovato alcun sito in cui l' argomento viene trattato. O forse non ho
 > fatto le ricerche giuste. In questo caso che cosa devo inserire nella
 > finestrella del "search"?
Prova "excited state" + "decay".
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Elio Fabri
Dip. di Fisica - Univ. di Pisa
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 quantistica.
                            Già.
                             Grazie per il tempo che mi stai dedicando.
                             Giorgio Chiantore

riguardo le keywords... prova anche "lifetime"

 venire rivelato molto presto.
Vorrei capire allora cosa si intende quando si dice che un atomo di
diseccita, supponiamo, in un miliardesimo di secondo.
Questo è l'intervallo massimo di variazione dei tempi di rilevazione
(quindi è quello che qui tu chiami: "tempo sufficientemente lungo") oppure
è una media su una distribuzione di tempo infinita (asindotica a destra,
l'esponenziale decrescente di cui parli sopra)?
Scusa se ho detto una castronata.
ciao.
Luciano Buggio
-- 
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luciano buggio ha scritto:
 > Vorrei capire allora cosa si intende quando si dice che un atomo di
 > diseccita, supponiamo, in un miliardesimo di secondo.
 > Questo è l'intervallo massimo di variazione dei tempi di rilevazione
ehm, ehm...
 > (quindi è quello che qui tu chiami: "tempo sufficientemente lungo")
 > oppure è una media su una distribuzione di tempo infinita (asindotica
 > a destra, l'esponenziale decrescente di cui parli sopra)?
E' semplicemente la costante di tempo dell'esponenziale.
Esattamente la stessa cosa della vita media del Pu239, ecc.
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 Scusa se ho detto una castronata.
adesso la castronata la dico io e le piglierò pure ma la devo dire:
supponiamo che un fotone venga generato in un un miliardesimo di sec.
Quel fotone si propaga alla velocità della luce per cui la "testa" del
fotone avrà percorso 30 cm nel momento in cui la coda lascia il
nostro atomo.
Cioè abbiamo un pacco di energia  "E = hni" lungo 30 cm che si sposta
lungo una certa direzione e secondo un certo verso.
Supponiamo di avere uno strumento nel punto "x" della retta
lungo la quale viaggia il fotone, in grado di "sentire" il suo passaggio.
Detto strumento registrerebbe un campo elettromagnetico che
da zero aumenta fino ad un massimo e poi torna a zero.
Il tutto in un miliardesimo di secondo.
Mi rendo conto che stò trattando il fotone come un treno
tuttavia mi si potrà dire che certi dati (durata e di conseguenza
"lunghezza" del fotone)  sono ininfluenti ma non che non esistono.
In altre parole, non posso accettare che un fotone venga generato
in un tempo t=0 e nemmeno t=infinito.
Dunque t avrà un certo valore:
t = "media su una distribuzione di tempo infinita"?
oppure:
t="costante di tempo dell'esponenziale"?
Alla fine, quali valori assume t?
Grazie.
Giorgio Chiantore

Giorgio Chiantore ha scritto:
 > Mi rendo conto che "studiare" (come dici sotto) è la vera risposta
 > alle mie domande, e ti assicuro che non intendo prendere scorciatoie;
 > però non riesco a convincermi che le "regole nuove" non possano dare
 > risposta anche a domande vecchie. Non dico di prevedere "quando"
 > accade, bensì, supposto che accada, "quanto ci mette".
Purtroppo le cose non stanno cosi'...
E' ben noto per es. che in un esperimento d'interferenza non puoi
chiedere "da dove e' passato il fotone?"
O meglio puoi: puoi anche disporre un apparato capace di dirti dove e'
passato. Ma allora ti accorgi che l'interferenza non si vede piu'...
 > a parte i testi classici, che sto consultando con fatica, nonostante
 > la mia laurea in matematica (ma purtroppo ho pure 68 anni) avresti
 > qualche sito internet da consigliarmi?
Qui casca l'asino (che sarei io, bada bene :) ). Quando si tratta di
consigliare siti vengo sempre spiazzato. Ce ne saranno, ma io non vado
molto in giro in internet. Quasi sempre scopro cose interessanti solo
perche' qualcun altro me le segnala...
 > se p è la probabilità che il fotone arrivi al tempo t, avremo anche
 > una probabilità che (t - t0), anzi, t - (t0 + d/c) , dove d è la
 > distanza dei rivelatori dall' atomo, abbia un certo "valore".
 > Detto valore non si può assumere come "tempo impiegato dall' atomo per
 > emettere quel fotone"?
 > Purtroppo sotto mi dici che non si può pensare all' emissione di un
 > fotone come qualcosa che ha una "durata", e la cosa mi spiazza.
Supponiamo di metter su un esperimento per misurare queste cose.
Abbiamo degli atomi, un sistema per portarli in uno stato eccitato
(per es. un impulso laser molto molto breve: oggi queste cose si fanno
correntemente). Quindi il tempo iniziale lo conosciamo bene.
Poi disponiamo un fotomoltiplicatore con elettronica veloce, capace
di risolvere poniamo il picosecondo o giu' di li' (anche questo si sa
fare).
Allora possiamo fare un grafico: in ascissa il tempo al quale il
fotom. scatta; in ordinata il numero di conteggi registrati a quel
tempo (o meglio, in un certo intervallino di tempo).
Troviamo un'esponenziale decrescente, per es. con costante di tempo 1
ns.
Ti potrebbe anche venir voglia di misurare la frequenza della riga
spettrale, mandando i fotoni in uno spettrografo.
Puoi fare anche questo, ma se vuoi una buona risoluzione in frequenza
devi lasciare aperto lo spettrografo quanto piu' a lungo possibile,
quindi non saprai niente del "momento" al quale i singoli fotoni sono
stati emessi.
 > Come posso avere un "case study" o trovarlo in qualche sito?
Non so se ho capito: forse quello che ho detto sopra risponde?
 > Non solo l' emissione, a questo punto. Anche l'impatto del fotone con
 > il rivelatore mi aspetto che abbia una durata. Anche il suo passaggio
 > attraverso una fenditura deve avere una durata.
 > Non ha senso parlarne perché è impossibile calcolarla?
Direi che ho gia' risposto.
Non e' impossibile calcolarla.
Tu fammi una richiesta precisa, relativa a un esperimento possibile, e
io (o meglio, la teoria) ti dara' la risposta.
Ma non puoi chiedere insieme cose incompatibili.
 > Non ho idea di quali valori possano assumere quel "tempo suff. lungo"
 > e "tempo corto" (per fotone "rivelato molto presto").
 > Esistono e posso avere degli esempi?
Certo: se per es. la vita media e' 1 ns, e' praticamente certo che
dopo 10 ns il fotone e' stato emesso (prob. ~0.9999)
Ma in un dato esperimento potresti anche vederlo emesso dopo solo 0.01
ns, anche se raramente.
luciano buggio ha scritto:
 >>> Questo è l'intervallo massimo di variazione dei tempi di rilevazione
 >> ehm, ehm...
 > Non capisco questo commento: forse di tratta del problema che segue?
 > (vedi dopo)
No, si trattava solo di "rilevazione" :)
 > Se è esattamente la stessa cosa, ciò vuol dire che può passare, come
 > per un singolo evento di "decadimento atomico", anche un tempo molto
 > grande (molto "disperso" intorno alla media), in teoria anche
 > infinito, prima che si illumini il puntolino sullo schermo dietro le
 > due fenditure, molto maggiore di un miliardesimo di secondo (+ il
 > tempo di volo).
 > E' così?
Si': vedi sopra.
Giorgio Chiantore ha scritto:
 > Mi rendo conto che stò trattando il fotone come un treno
 > tuttavia mi si potrà dire che certi dati (durata e di conseguenza
 > "lunghezza" del fotone)  sono ininfluenti ma non che non esistono.
In molti casi in effetti puoi pensare al fotone come a un treno d'onde.
Solo che quando viene rivelato dal fotom. questo "atto di rivelazione"
non dura quanto il treno d'onde...
 > ...
 > Alla fine, quali valori assume t?
Spero di aver gia' dato la risposta...


 ha scritto nel messaggio
news:brl3bm$s8g$1...@newsreader2.mclink.it...
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luciano buggio ha scritto:
 > Quindi si tratterebbe di una distribuzione a campana, visto che c'č
 > dispersione anche a sinistra di 1 ns.
 > Ma tu avevi detto che la distribuzione era esponenziale decrescente.
 > Forse intendevi dire che lo č a partire non dall'istante t0, ma
 > dall'istante t(media) ?
Il tuo post e' apparso solo oggi, come molti altri...
La distribuzione e' esponenziale, da zero a infinito:
P(t)dt = exp(-t/tau)(dt/tau)
dove tau e' la vita media.
P(t)dt indica la prob. di osservare l'emissione fra t e t+dt.
Come vedi, e' sempre decrescente: nessuna campana.
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