valna duljina svjetlosti

[jfutach]

Dva-tri povezana pitanja:

1.
Do kojeg reda veličine odnosno do koje točno vrijednosti (na decimale) se može, u teoriji, izraziti valna duljina fotona?

Ako sam dobro shvatio, valne duljine elektromagnetskih valova u praksi nikad nisu točno određena vrijednost nego veći ili manji raspon jer se sastoje od mnoštva fotona različitih (ali sličnih) valnih duljina...zanima me koliko u teoriji ima smisla reći da je valna duljina 450,8374289732891 mikrometara odnosno gdje je i zašto teoretska (ne ona u praksi mjerljiva, iako me i to zanima) granica.

2.
Do kojeg reda veličine odnosno koliko "sitno" ima smisla govoriti o valnim duljinama "monokromatske" svjetlosti - ono što susrećemo u praksi, dakle mješavine valnih duljina.

3.
Zašto se ona klasična Njutnova monokromatska svjetlost-boja ne može dalje podijeliti (ili se barem tako navodi u literaturi) ako se sastoji od fotona različitih valnih duljina?

Pitanje je možda malo kaotično jer ga pišem u žurbi, ali razjasnit ću na što sam točno mislio ako treba...

Unaprijed zahvaljujem na pomoći.

[*Q*]

Koliko će svjetlo biti monokromatsko najviše ovisi o vremenskoj koherenciji izvora, znači koliko dugo izvor može davati fazno stabilan, nepromjenjiv EM val. Za apsolutno monokromatsko svjetlo vrijeme koherencije teži beskonačnom, dakle nemoguće ga je proizvesti. Ne znam koji je u praksi trenutno rekord, ali recimo Prometheus (Ultra-Narrow Linewidth CW DPSS Green Laser) na valnoj duljini od 532 nm ima širinu opsega približno 1 kHz FWHM u vremenu od 100 ms, što znači da je u tom vremenu ∆λ≈9,4×10^-19 metara. Za isti laser u vremenu od jedne minute ∆λ≈3,7×10^-15 metara. Zbog kvantnih efekata postoji teoretski limit uskopojasnosti koji je za 532 nm CW laser male snage ∆λ≈9,4×10^-22 metara.

[jfutach]

Odlično, zahvaljujem na informacijama.

A što se tiče pojedinih fotona - ima li neka teoretska granica - "paketići" u kojima se valna duljina može povećavati ili smanjivati...? I koliko iznosi?

[*Q*]

Izvori pojedinačnih fotona su u pravilu širokopojasniji i ovisniji o temperaturi. Blizu apsolutne nule najmanja širina je u praksi oko 1 MHz pa bi za valnu duljinu od 532 nm ∆λ bila približno 9,4×10^-16 metara. Schawlow–Townes formula kojom se određuje teoretski limit uskopojasnosti za lasere je dijelom vezana za konstrukciju lasera tako da nije primjenjiva za izvore pojedinačnih fotona, a ne znam da li postoji neka formula baš za njih.