Электромагнитная полость

Электромагнитная полость — это полость , которая действует как контейнер для электромагнитных полей, таких как фотоны , по сути, содержащая внутри их волновую функцию . Размер полости определяет максимальную длину волны фотона, которую можно поймать. Кроме того, он создает квантованные уровни энергии для захваченных заряженных частиц, таких как электроны и протоны . фактически Магнитное поле Земли помещает Землю в электромагнитную полость.

Физическое описание электромагнитных полостей

Электромагнитные полости представляют собой потенциальные ямы , называемые также ящиками , которые могут иметь ограниченную или неограниченную глубину V ₀ .

Квантово-механические ящики описываются независимым от времени уравнением Шрёдингера :

$\left[-{\frac {\hbar ^{2}}{2m}}\nabla ^{2}+V(\mathbf {r} )\right]\psi (\mathbf {r} )=E\psi (\mathbf {r} ),$

с дополнительными граничными условиями

• волновая функция ограничена ящиком (бесконечная глубокая потенциальная яма) или приближается к нулю по мере увеличения расстояния от стенки до бесконечности, что позволяет нормализовать
• волновая функция должна быть непрерывной
• производная непрерывной волновой функции должна быть

что приводит к реальным решениям волновых функций, если чистая энергия частицы отрицательна, т. е. если частица находится в связанном состоянии .

Применение электромагнитных резонаторов

Электроны, попавшие в электромагнитную полость, находятся в связанном состоянии и, таким образом, организуются так же, как в обычном атоме , проявляя таким образом химическое поведение. Некоторые исследователи предложили разработать программируемую материю , варьируя количество захваченных электронов в этих полостях.

Дискретные уровни энергии электромагнитных полостей используются для производства фотонов желаемых частот и, таким образом, необходимы для лазерных устройств нано- или субмикрометрового масштаба.

См. также

• Резонатор полости
• Крабовая полость
• Шумановский резонанс
• Оптический резонатор
• Сколько вы даете?