ملف:Mach-Zehnder photons animation.gif
محتويات الصفحة غير مدعومة بلغات أخرى.
من ويكيبيديا، الموسوعة الحرة
Mach-Zehnder_photons_animation.gif (300 × 220 بكسل حجم الملف: 110 كيلوبايت، نوع MIME: image/gif، ملفوف، 100 إطار، 7٫0ث)
هذا ملف من ويكيميديا كومنز. معلومات من صفحة وصفه مبينة في الأسفل. كومنز مستودع ملفات ميديا ذو رخصة حرة. |
ملخص
الوصفMach-Zehnder photons animation.gif |
English: Animation of photons in a Mach–Zehnder interferometer. In the empty interferometer each photon interferes with itself. If a detector is placed in the interferometer, the wavefunction will collapse so that the photon is either detected directly or it will move on and split at the second beam splitter without interference. |
التاريخ | |
المصدر | عمل شخصي |
المؤلف | user:Geek3 |
.هذا الرسم المتجهي أُنشئ بواسطة Matplotlib
Source Code
The image is created by the following python source-code. Requirements:
- python
- Matplotlib plotting library
Python Matplotlib source code |
---|
#!/usr/bin/python
# -*- coding: utf8 -*-
from math import *
import matplotlib.pyplot as plt
from matplotlib.patches import Polygon, Circle, Wedge
from matplotlib import animation
import numpy as np
# settings
fname = 'Mach-Zehnder_photons_animation'
width, height = 300, 220
nframes = 100
nphotons = 12
fps = 15
x0 = 100.5
x1 = 218.5
y0 = 200.5
y1 = 80.5
lx, lw, lh = 5, 46, 21 # laser
dtect = 62.5
t1, t2, tmove = 0.25, 0.9, 0.025
ymove = 24
rp = 2. # photon radius
cp1 = '#ff0000' # photon color
cp2 = '#ffaaaa' # splitphoton color
##
xstart = lx + lw / 2.
dx = x1 - x0
dy = y1 - y0
l = (x0 - xstart) + abs(dx) + abs(dy) + dtect + 2.*rp
xdet0 = (x0 + x1) / 2
fly_frac = 0.7
v = l / fly_frac
tdet0 = (xdet0 + 2.*rp - xstart) / v
tdet12 = l / v
# introduce artificial antibunching for illustration purpose
ptimes = (np.random.random() + np.sort(np.random.random(3*nphotons))[::3]) % 1
photons = [{} for i in range(nphotons)]
for i, p in enumerate(photons):
p['t0'] = ptimes[i]
if t1 <= (p['t0'] + tdet0) % 1 and (p['t0'] + tdet0) % 1 <= t2:
# photon sees first detector
if np.random.randint(2) == 0:
# photon hits extra detector
p['arm'] = 'none'
p['det'] = 0
else:
# photon escapes first detector
p['arm'] = 'lower'
# => random detection at second beam splitter
if np.random.randint(2) == 0:
p['det'] = 1
else:
p['det'] = 2
else:
# photon sees standard Mach-Zehnder interferometer
p['arm'] = 'both'
p['det'] = 1
if p['det'] == 0:
p['tdet'] = (p['t0'] + tdet0) % 1
else:
p['tdet'] = (p['t0'] + tdet12) % 1
p['click_frame'] = int(round(p['tdet'] * nframes)) % nframes
plt.close('all')
mpl.rc('path', snap=False)
def animate(nframe):
# prepare a clean and image-filling canvas for each frame
plt.clf()
fig.gca().set_position((0, 0, 1, 1))
plt.xlim(0, width)
plt.ylim(0, height)
plt.axis('off')
t = float(nframe) / nframes
# photons
for p in photons:
s0 = v * ((t - p['t0']) % 1)
if s0 > l:
continue
s = s0 + start - x0
if s <= 0:
# from laser to first beam splitter
x, y = x0 + s, y0
fig.gca().add_patch(Circle((x, y), rp, color=cp1))
elif s <= abs(dx) + abs(dy):
# in the interferometer
if s < abs(dx):
xu, yu = x0 + copysign(s, dx), y0
else:
xu, yu = x1, y0 + copysign(s - abs(dx), dy)
if s < abs(dy):
xd, yd = x0, y0 + copysign(s, dy)
else:
xd, yd = x0 + copysign(s - abs(dy), dx), y1
if s < xdet0 - x0 or p['arm'] == 'both':
fig.gca().add_patch(Circle((xu, yu), rp, color=cp2))
fig.gca().add_patch(Circle((xd, yd), rp, color=cp2))
elif p['arm'] == 'lower':
fig.gca().add_patch(Circle((xd, yd), rp, color=cp1))
else:
# after the interferometer
x, y = x1 + (s - abs(dx) - abs(dy)), y1
if p['arm'] == 'both':
fig.gca().add_patch(Circle((x, y), rp, color=cp1))
elif p['arm'] == 'lower':
fig.gca().add_patch(Circle((x, y), rp, color=cp2))
x, y = x1, y1 - (s - abs(dx) - abs(dy))
fig.gca().add_patch(Circle((x, y), rp, color=cp2))
# laser
fig.gca().add_patch(
Polygon([[lx, y0-lh/2.], [lx, y0+lh/2.],
[lx+lw, y0+lh/2.], [lx+lw, y0-lh/2.]],
closed=True, facecolor='#cccccc', edgecolor='black'))
plt.text(lx+lw/2., y0-2, 'laser', fontsize=12,
horizontalalignment='center', verticalalignment='center')
# beam splitters
b = 12
fig.gca().add_patch(
Polygon([[x0-b, y0+b], [x0+b, y0+b], [x0+b, y0-b],
[x0-b, y0-b], [x0-b, y0+b], [x0+b, y0-b]],
closed=True, facecolor='#88aadd', edgecolor='black',
linewidth=2, alpha=0.4))
fig.gca().add_patch(
Polygon([[x1-b, y1+b], [x1+b, y1+b], [x1+b, y1-b],
[x1-b, y1-b], [x1-b, y1+b], [x1+b, y1-b]],
closed=True, facecolor='#88aadd', edgecolor='black',
linewidth=2, alpha=0.4))
# mirrors
m, mw = 12, 4
fig.gca().add_patch(
Polygon([[x1-m+mw/2., y0+m+mw/2.], [x1+m+mw/2., y0-m+mw/2.]],
closed=False, edgecolor='#555555', linewidth=mw))
fig.gca().add_patch(
Polygon([[x0-m-mw/2., y1+m-mw/2.], [x0+m-mw/2., y1-m-mw/2.]],
closed=False, edgecolor='#555555', linewidth=mw))
# detectors
c_off = '#cccccc'
c_on = '#cc0000'
c0 = c1 = c2 = c_off
for p in photons:
if p['click_frame'] == nframe:
if p['det'] == 0: c0 = c_on
if p['det'] == 1: c1 = c_on
if p['det'] == 2: c2 = c_on
if t1 <= t and t <= t2:
yd = y0
else:
yd = y0 - min((t1-t)%1, tmove, (t-t2)%1) * ymove / float(tmove)
fig.gca().add_patch(mpl.patches.Wedge((xdet0, yd), b, 270, 90, fc=c0))
fig.gca().add_patch(mpl.patches.Wedge((x1 + dtect, y1), b, 270, 90, fc=c1))
fig.gca().add_patch(mpl.patches.Wedge((x1, y1 - dtect), b, 180, 0, fc=c2))
fig = plt.figure(figsize=(width/100., height/100.))
anim = animation.FuncAnimation(fig, animate, frames=nframes)
anim.save(fname + '.gif', writer='imagemagick', fps=fps)
|
Postprocessing with gifsicle:
gifsicle -k 64 --background="#ffffff" -O3 --careful -i < Mach-Zehnder_photons_animation.gif > Mach-Zehnder_photons_animation_.gif
ترخيص
أنا، صاحب حقوق التأليف والنشر لهذا العمل، أنشر هذا العمل تحت الرخص التالية:
يسمح نسخ وتوزيع و/أو تعديل هذه الوثيقة تحت شروط رخصة جنو للوثائق الحرة، الإصدار 1.2 أو أي إصدار لاحق تنشره مؤسسة البرمجيات الحرة؛ دون أقسام ثابتة ودون نصوص أغلفة أمامية ودون نصوص أغلفة خلفية. نسخة من الرخصة تم تضمينها في القسم المسمى GNU Free Documentation License.http://www.gnu.org/copyleft/fdl.htmlGFDLGNU Free Documentation Licensetruetrue |
هذا الملف مُرخص تحت رخصة المشاع المبدع نسبة المصنف إلى مؤلفه 3.0 العامة
- يحقُّ لك:
- مشاركة العمل – نسخ العمل وتوزيعه وبثُّه
- إعادة إنتاج العمل – تعديل العمل
- حسب الشروط التالية:
- نسب العمل إلى مُؤَلِّفه – يلزم نسب العمل إلى مُؤَلِّفه بشكل مناسب وتوفير رابط للرخصة وتحديد ما إذا أجريت تغييرات. بالإمكان القيام بذلك بأية طريقة معقولة، ولكن ليس بأية طريقة تشير إلى أن المرخِّص يوافقك على الاستعمال.
لك أن تختار الرخصة التي تناسبك.
العناصر المصورة في هذا الملف
يُصوِّر
٢٢ أغسطس 2015
image/gif
تاريخ الملف
اضغط على زمن/تاريخ لرؤية الملف كما بدا في هذا الزمن.
زمن/تاريخ | صورة مصغرة | الأبعاد | مستخدم | تعليق | |
---|---|---|---|---|---|
حالي | 10:30، 22 أغسطس 2015 | 300 × 220 (110 كيلوبايت) | Geek3 | {{Information |Description ={{en|1=Animation of photons in a en:Mach–Zehnder interferometer. In the empty interferometer each photon interferes with itself. If a detector is placed in the... |
استخدام الملف
لا توجد صفحات تستخدم هذا الملف.
الاستخدام العالمي للملف
الويكيات الأخرى التالية تستخدم هذا الملف:
- الاستخدام في af.wikipedia.org
- الاستخدام في en.wikipedia.org
- الاستخدام في es.wikipedia.org
- الاستخدام في eu.wikipedia.org
- الاستخدام في pt.wikipedia.org
- الاستخدام في ru.wikipedia.org
- الاستخدام في uk.wikipedia.org
بيانات وصفية
هذا الملف يحتوي على معلومات إضافية، غالبا ما تكون أضيفت من قبل الكاميرا الرقمية أو الماسح الضوئي المستخدم في إنشاء الملف.
إذا كان الملف قد عدل عن حالته الأصلية، فبعض التفاصيل قد لا تعبر عن الملف المعدل.
تعليق ملف GIF | https://commons.wikimedia.org/wiki/File:Mach-Zehnder_photons_animation.gif |
---|