双缝干涉实验为什么可怕

推荐 生活 2019-06-12 04:21:15 691

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  • Q1:双缝干涉实验滤光片为什么不能在单缝双缝之间,为什么要有双缝?
  • Q2:双缝干涉实验说明了什么事情?
  • Q3:为什么说双缝干涉实验灵异?
  • Q4:双缝干涉实验,电子有许多可能性,是什么意思?
  • Q5:双缝干涉实验中,光粒子可以这么走么?
  • Q6:今天做双缝干涉实验,可是为什么看不到干涉条纹
  • Q1:双缝干涉实验滤光片为什么不能在单缝双缝之间,为什么要有双缝?

    自然光的波表达成Asin(wt+@) 其中A振幅, w频率,@初相位。
    做双缝干涉实验,必须单一频率的光,由滤光片完成;初相一致,由单缝完成;必须有两个光源,由双缝完成。
    干涉是由两个频率相同,初相相同的光相遇叠加而形成的现象。
    1,“双缝干涉实验滤光片为什么不能在单缝双缝之间” 滤光在后会使初相改变。
    2,“为什么要有双缝?”必须有两个光源,由双缝完成。

    Q2:双缝干涉实验说明了什么事情?

    答:双缝干涉实验说明了光的波动性,还有引出量子力学的不确定性原理。

    双缝干涉实验

    这个实验是在1801年被一个英国的医生也是物理学家托马斯、杨做出来的,他的目的是想向我们证明光是一种波并不是一直微粒(现在我们知道光是有波粒二象性的),这个实验结果显示出了只有波才会发生的自我干涉性质。光在通过双缝之后,在屏幕上形成亮暗相间的条纹,峰峰叠加亮条纹,谷谷叠加暗条纹。大多数高中物理课程中都会出现的实验,证明光的波动性。

    跟量子力学的关系So if a photon is directed through a plane with two slits in it and either slit is observed,it will not go through both slits.If its observed after its left the plane,but before it hits its target,it wont have gone through both slits.-《The Big Bang Theory 》

    美剧迷们一定对上边那段话有印象,在《The Big Bang Theory 》第一季第一集的开篇,Sheldon说了关于双缝干涉实验的一段话,大概意思就是如果一个光子通过有两个狭缝的平面,只要观察了其中的任意一个狭缝,光子就不会同时通过两条狭缝形成干涉条纹。但如果不进行观察,它们就会同时通过两条狭缝。当光子离开狭缝后,到达屏幕前观察,光子也不会同时经过两条狭缝形成干涉条纹。这就进入了量子力学的范畴了,读者如果你第一次了解这个,你一定是骂我疯了,其实那个著名的猫,“薛定谔的猫”就是在宏观上嘲讽批评量子力学的。单个光子即通过左缝又通过又缝,猫既是死的又是活的。爱因斯坦是完全反对这种“胡说八道”的,但是各种实验及实际情况证明这种”胡说八道“是正确的,双缝干涉实验也说明了量子力学范畴的不确定性原理。

    (所有图片来源网络,侵删)

    这里是黑洞家的铲屎官,欢迎关注点评。

    微言浅见,祝好。

    Q3:为什么说双缝干涉实验灵异?

    因为有个实验→发射单个光子,也会出现干涉条纹。
    单个光子怎么会互相干涉?
    不知道为什么现在物理学界无法解释这种现象。
    下面我说说我个人的一种解释
    感觉还比较合理的
    这是我个人的一个想法:既然光有波粒二象性→那么是否说明在宇宙中充满一种我们看不见、无法探测的物质。这种物质平静时,我们感觉不到它,这种物质是由无数“粒子”组成。当我们可观世界,用能量使这“暗粒子”产生波动,就形成“光”。这样才能解释《双缝实验》与《波粒二象性》
    类似水波→水平静时,我们没有 ,就感觉不到→这时水存在(暗粒子)。当水波动时,我们感觉到了,这时波动的水(波动的暗粒子)就是“光”。
    也就是说,“光”只是一种状态,一直“暗粒子”波动的状态。
    你射出的单个光子,到达目的地后,就不是那个光子,是另外几个“波动的暗粒子(就是光)”

    Q4:双缝干涉实验,电子有许多可能性,是什么意思?

    1,自然状态(不加观测),电子以场的形式(量子)同时穿过双缝,产生干涉条纹。 2,在人用仪器观测它如何穿过双缝的时候,发生量子坍塌,在本空间只出现穿过左(右)缝的电子,在另一个平行空间出现穿过右(左)缝的电子。结果在本空间只出现两条光带,不发生干涉。资料:《上帝掷色子吗?》

    Q5:双缝干涉实验中,光粒子可以这么走么?

    在量子力学的双缝干涉实验中,光子的运动轨迹是非常任意的,你说的情况“通过一孔后从后面回绕到第二孔,并从第二孔退回来到第一孔,也就是光绕两孔一圈或多圈前进”也是可以发生的。

    这叫什么呢?

    这其实就是量子力学的一种描述形式:费曼路径积分。

    量子力学有三种等价的描述:

    1。海森堡的矩阵力学。

    2。薛定谔的波动力学。

    3。费曼路径积分。

    我们用轨道的语言来描述光子的运动轨迹的时候,就包含你提到的这种情况。这种情况出现的概率是比较小的,但这个概率并不是等于零——也就是说这种情况能够发生,就好像你不断撞墙壁的话,有一定的小概率你可以穿墙而过。

    把所有的可能的轨道求和(积分),就会得到最后我们物理上可观测的结果。

    费曼路径积分是对路径进行积分,因为路径有无穷多条,而且这是一个泛函积分,所以在数学上还没有被严格证明这个积分是可以做的。但是,物理学家既然发明了这个积分,就会按照物理学家的方式做下去。物理学家有时候并不注重数学的严格性,奇怪的是,虽然路径积分在数学上还是一个谜,但物理学家给出的计算结论却都是正确的,数学家也深受这种方法的启发。

    本质上来说,光子是如何穿过双缝这个问题,取决于你去不去观测这个光子。一方面,当我们用实验去观测光子的时候,我们可以跟踪它的唯一的运动轨迹。另外一方面,在我们只做数学描述(路径积分)的时候,光子有无穷多个轨道——包括你说的那种情况。你提的问题其实是侧重在数学描述侧面。

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    Q6:今天做双缝干涉实验,可是为什么看不到干涉条纹

    1. 需要一个激光笔(发红色激光那种,玩具级的,有些地方俗称"红外线"),放大镜,纸张,头发,刀片。
    双缝实验的话比较难做,因为比较难划出相距 0.5mm 或更小的双缝. 但是可以用一根头发来代替缝。用放大镜聚焦激光,在焦点附近放一根头发,就能在后面的屏看到干涉条纹了,通过条纹可以推算出头发的直径。除了头发,还可以用导线等等一切细的东西,其实纸也是可以试试的,只是我做的不是很成功,条纹很暗淡。另外不一定是要缝,只要是材料的边缘,就可以有干涉衍射现象,用放大镜聚焦的激光射向这些东西就可以看到了。做这些实验就是要自己试、玩嘛。
    2. 电子....难度就高了,首先你需要能产生高压的东西,比如废旧的电视(要能用的,显像管式(CRT)的),里面有发生高压的电路(一般有1万伏以上),这应该是最为容易获得高压的方法了,其他的方法至少需要一个高压线圈(比如机动车的点火线圈)之类的;用起电机大概也是可以的,但我没见过卖的。有了高压源后你需要发射电子的装置,一般是个真空的玻璃管....话说刚才那个电视的显像管就是一个,其次就是用一些烧掉的白炽灯,需要注意的是有些白炽灯内部并不是真空的(特别是低压的小灯泡),这个一加高压看看就知道了,电子本身是看不见的,但是电子撞上里面的填充其他分子就可能发出辉光,从而被看到,否则可能根本看不到,或者只是在玻璃上有非常暗淡的绿光。电子本身没什么好看的,好看的是它引起的辉光...所以可以考虑近距离看看霓虹灯。发射电子还有一种手段就是用高温,日光灯就是这样,有个灯丝发热,然后加上数百伏特就能发射大量电子了。
    关于辐射的问题,完全不用担心,这跟看电视受的辐射式同一级别的,......不过据说显像管的后部,辐射是比前部大许多的,但是你做实验这么几个小时,也不用担心。需要特别注意的倒是不要被电到了。

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