Quantenmechanische Streuung der elektrischen Feldstärke einer gestörten Resonator‐Eigenschwingung

Walter M. Elsasser

W. Brunner, Henryk Paul, G. Richter

Abstract Im Rahmen des Modells von Gordon, Walker und Louisell werden die Absorption und die Streuung eines Lichtstrahls an sehr vielen idealisierten Atomen im Hinblick darauf untersucht, ob bei diesen Prozessen eine Änderung der Kohärenzeigenschaften des Strahlungsfeldes eintritt. Im Falle der Streuung wird dabei angenommen, daß die Atome, welche in ihrer Gesamtheit eine Spiegelfläche darstellen sollen, statistisch regellos in einer Ebene angeordnet sind. Die Rechnung zeigt, daß die — das Kohärenzverhalten bestimmende — „relative reduzierte Streuung”︁ der elektrischen Feldstärke des Strahlungsfeldes bei Absorption und Reflexion praktisch unverändert bleibt; im besonderen erweist sich damit die klassische Elektrodynamik bezüglich der Kohärenzaussagen auch im mikroskopischen Bereich noch als gültig.

J. v. Neumann, Eugene Paul Wigner

W. Brunner, Henryk Paul, G. Richter

Abstract Es wird die Änderung des Kohärenzgrades eines — in einer einzigen Eigenschwingung angeregten — im Sinne der Quantenelektrodynamik maximal kohärenten Zustandes des Strahlungsfeldes bei Absorption (durch ein einziges Atom) untersucht. Die Rechnung wird einmal in störungstheoretischer Näherung für kurze Zeiten und zum anderen unter Weglassung der den Energiesatz verletzenden Matrixelemente des Störoperators für beliebige Zeiten durchgeführt. Für kleine Zeiten bleibt die Kohärenz bei Absorption erhalten, für größere Zeiten tritt eine sehr geringe Kohärenzverminderung ein. Auch für den Fall, daß eine sehr große Zahl von Absorptionen nacheinander stattfindet, ist keine wesentliche Kohärenzverschlechterung zu erwarten. Für die elastische Streuung wird in störungstheoretischer Näherung gezeigt, daß die einfallende (quantenmechanisch) kohärente Welle durch die Streuung keinen Verlust an Kohärenz erleidet und daß sämtliche Streuwellen ebenfalls kohärent sind. Außerdem ergibt die Rechnung, daß die aus einer (quantenmechanisch) kohärenten Primärstrahlung entstehenden Streustrahlen im quantenmechanischen Sinne voneinander unabhängig sind.

J. v. Neumann, Eugene Paul Wigner

Horst H. F. Wegener

Zu einer elektromagnetischen Welle mit der elektrischen Feldstärke (35.1) $$\vec E = {\mathop{\rm Re}\nolimits} \{ \vec e{E_o}{e^{i(\vec k \cdot \vec r - \omega t)}}\}$$ gehört die Intensität S̄ = Zeitmittelwert der Energiestromdichte (31.17): (35.2) $$\matrix{{\bar S = {{\overline W } \over {ft}} = {\varepsilon _o}cE_{{\rm{eff}}}^2} \;\;\;\; {{\rm{mit}}} \;\;\;\; {{E_{{\rm{eff}}}} = } \cr } {{{E_o}} \over {\sqrt 2 }}.$$