1樓：usk d
新增於2023年11月12日
最近學了一點新知識，補充一點東西，並且修正一下自己原答案中的錯誤。
相位並不是和相干態對應的，我原答案中所陳述的是錯的，相位有自己對應的算符和本徵態。
相位與光子數的關係與位置和動量的關係類似。這兩個物理量不對易，根據不確定性原理，不可能同時測定光子數和相位。事實上，乙個確定的光子數態，其取各個相位的概率是相等的。
相位的算符我目前所學習的取法是Susskind-Glogower的方法。相位算符有許多種取法，各個之間並不等價。根據我的理解，經典中的「相位」在不同量子過程中對應不盡相同的意義。
不過，不管取哪乙個，至少可以有定性分析上的意義。
Susskind-Glogower的取法是定義算符E=,，其中為光子的湮滅，產生算符。然後定義，S=。C和S就對應經典中的cos（相位）與sin（相位）。
和經典中的不同，首先C,S不對應。其次，對應於經典中cos^2（相位）+sin^2（相位）=1的，不是C^2+S^2=1,而是C^2+S^2=1-|0><0|,差了乙個和真空態相關的量。
原始答案
我來談談相位。
相位應該是不和光子數態（FOCK態），而是和相干態直接對應的量。
相干態（coherent state）是和經典光場最接近的量子態。理論上可以證明，乙個經典正弦電路輻射出的電磁波就是相干態。
相干態的量子數是連續的複數，裡面就包含了相位。
當初最早有個人做了單光子干涉的實驗，證明乙個光子可以雙縫干涉出正弦條紋。但是他的方法幾十年後被發現是錯的。他是把光源調的很弱，然後根據能量守恆，算出來根據能量，平均同一時間只有乙個光子能通過雙縫。
但是他的方法是錯的，實際上他的光源是間隔更長的時間，一次發出乙個平均很多光子數的相干態。
後來又重做過新的單光子干涉的實驗，正確實驗也是有干涉的，但是否是經典干涉就不了解了....如果是非經典干涉的話，那經典干涉就肯定是和光子數態無關的事情了.....
振幅如陳子翃所說，取決於光子數。值得提到的是，根據量子力學，乙個光子從E2能級躍遷到E1能級，放出的光子能量未必是E2-E1，而是E2-E1為中心的一段頻譜範圍。
偏振不知道。
參考資料：Introductory Quantum Optics,Christopher C.Gerry 和Peter L.Knight
2樓：
學渣試著答一下，不能保證以下論點的正確性，錯誤之處還請學霸指出。
1.關於振幅：題主提到【這個光列的頻率（波長）是由兩個能態的差決定的】，用光電效應公式表達為：
E=hv=E1-E2
E為發出的光波能量（強度），h為蒲朗克常數，v為發出的光波頻率，E1為高能級能量，E2為低能級能量。對於波來說，強度=振幅的平方，所以：
E=I^2
I為光波振幅。2.關於偏振：話說有個光學器件叫起偏器可以起到改變光的偏振方向的作用（此處待驗證）。所以我猜（真的猜）當上述的光通過這個起偏器後會出現特定的偏振方向。
3.關於初相：初相應該是相對於初始點來說，這個可以模擬與正弦波的傳播。即在光波通過x=0時（可以假想為起偏器位置），光波的相位大小。
以上，請學霸批判。
3樓：陳子hong
光的振幅取決於光的能量密度，而量子力學中光場被量子化後以FOCK態的表象形式描述，若對於一定頻率的單個光子能量為E，單位時間內輻射出光子數量是N,那麼NE就是輻射光的能量密度。偏振的話看具體的能級，至於初相我不太清楚。
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