Волны амплитуды вероятности

То, что колеблется в волне, связанной с каждым фотоном, называют амплитудой вероятности. При объяснении смысла амплитуды вероятности религиозному человеку можно было бы сказать, что каждая частица имеет душу, которую назвали амплитудой вероятности. Душу наблюдать нельзя, только последстрвия ее существования. Движение частицы это распространение волны души. Рассмотрим свойства амплитуды вероятности.

Любое поведение фотона (или любое состояние) имеет количественную характеристику - амплитуду вероятности. Амплитуды вероятности изображаются стрелками на плоскости, т.е. имеют длину и направление. Движение фотона в пространстве изображается распределением слегка повернутых относительно друг друга стрелок. Мгновенная фотография распределения стрелок в пространстве, изображающая состояние движения фотона, - волна поворота стрелок. О стрелке в заданной точке пространства говорят как об амплитуде вероятности того, что в данной точке пространства окажется фотон. Угол поворота стрелки называется фазой амплитуды вероятности.

Изменение амплитуд со временем

Амплитуда вероятности изменяется со временем. Изменение заключается в том, что стрелка вращается. Угловая скорость w вращения стрелки связана с энергией фотона E формулой Планка E=ћw. Таким образом, фаза амплитуды вероятности фотона увеличивается равномерно со скоростью w=E/ћ. Все стрелки в распределении, изображающем состояние движения фотона, вращаются с одной и той же угловой скоростью. Так что движение фотона - это бегущая волна поворота стрелок амплитуды вероятности. Волновое число k волны амплитуды вероятности связано с импульсом фотона p соотношение де Бройля p=ћk.

Вероятностный смысл амплитуды вероятности

Если на стрелке амплитуды вероятности состояния, как на стороне, построить квадрат, то площадь квадрата даст вероятность оказаться в данном состоянии.

Если в данный момент времени в каждой точке некоторой области пространства существует стрелка амплитуды вероятности ненулевой длины, то приходится считать, что фотон в данное мгновение присутствует в каждой точке данной области. Это главное отличие квантового от классического описания состояния частиц. Несмотря на то, что фотон является частицей, в данный момент времени он находится сразу во всех точках некоторой области пространства.