雙縫實驗到底是什麼意思,誰能簡單的給我闡述一下

2021-03-07 14:02:49 字數 4456 閱讀 7260

1樓:烊是千璽的烊

雙縫實驗是一種演示光子或電子等等微觀物體的波動性與粒子性的實驗。也是一種「雙路徑實驗」。在這種廣義的實驗裡,微觀物體可以同時通過兩條路徑或通過其中任意一條路徑,從初始點抵達最終點。

這兩條路徑的程差促使描述微觀物體物理行為的量子態發生相移,因此產生干涉現象。

2023年,蒂賓根大學的克勞斯·約恩鬆(claus jönsson)創先地用雙縫實驗來檢試電子的物理行為,他發現電子也會發生干涉現象。2023年,皮爾·梅利(pier merli) ,在米蘭大學的物理實驗室裡,成功的將電子一粒一粒的發射出來。

在探測屏上,他也明確地觀察到干涉現象。2023年9月,約恩鬆的雙縫實驗,被《physics world》雜誌的讀者,選為最美麗的物理實驗。

2樓:檀香透窗櫺

在量子力學裡,雙縫實驗(double-slit experiment)是一種演示光子或電子等等微觀物體的波動性與粒子性的實驗。雙縫實驗是一種「雙路徑實驗」。

在這種更廣義的實驗裡,微觀物體可以同時通過兩條路徑或通過其中任意一條路徑,從初始點抵達最終點。這兩條路徑的程差促使描述微觀物體物理行為的量子態發生相移,因此產生干涉現象。

另一種常見的雙路徑實驗是馬赫-曾德爾干涉儀實驗。

簡單解釋:

每個光子必須決定要穿過的是哪一條縫隙,而光子本身無法分成兩半後再拼接起來,這麼說來只要有兩個以上的光子,理論上出現干涉條紋就應該不是問題了。

例如,將兩個光子分別射入擋板的兩條縫隙,理論上它們就會在縫隙後進行干涉,最後形成干涉條紋。

而每個光子都在前面螢幕上的特定位置都能被檢測到,它們的能量都傳遞在一個點上,所以都能表現出特定位置的粒子性。

在實驗每次只發射一個光子時,不斷髮射多次後,前面的干涉條紋依然會出現。

原因:實驗中,我們知道的是,不斷髮射的光子都不會知道它們前後的光子落點會在**。但是好像每個光子都知道它們落點最可能會在哪個區域,或者更像是它們都知道穿過兩條縫隙會產生干涉條紋,所以它們才根據這個選擇螢幕上的落點。

不斷髮射單個電子,同樣也能在螢幕上產生干涉條紋。甚至後來用到了整個分子,同樣能觀察到干涉條紋。還有其它的大分子,結果顯示它們都能在特定條件下觀察到雙縫干涉條紋產生。

到這裡,物理學家們不得不承認,不管是光子,電子,還是分子等,它們好似都是以某種波穿過了兩個縫隙,然後它們又和自己干涉形成干涉條紋。

只不過在單粒子雙縫實驗中,圖形的峰值顯示了粒子更有可能出現的區域,它們看起來像一個可能的不確定自己位置的波。但是又由於某種原因,它們在某些地方又選擇了一個確定的位置,所以就產生了干涉條紋。

擴充套件資料

對實驗的詮釋:

哥本哈根詮釋

哥本哈根詮釋為許多先驅量子力學學者的共識。哥本哈根詮釋明確地闡明,數學公式和精確實驗給出很多關於原子尺寸的知識,任何大膽假設都不應該超越這些知識範圍。

概率波是一種能夠**某些實驗結果的數學構造。它的數學形式類似物理波動的描述。概率波的概率幅,取其絕對值平方,則可得到可觀測的微觀物理現象發生的概率。

應用概率波的概念於雙縫實驗,物理學家可以計算出微觀物體抵達探測屏任意位置的概率。

除了光子的發射時間與抵達探測屏時間以外,在這兩個時間之間任何其它時間,光子的位置都無法被確定;為了要確定光子的位置,必須以某種方式探測它。

可是,一旦探測到光子的位置,光子的量子態也會被改變,干涉圖樣也因此會被影響;所以,在發射時間與抵達探測屏時間之間,光子的位置完全不能被確定。

一個光子,從被太陽發射出來的時間,到抵達觀察者的視網膜,引起視網膜的反應的時間,在這兩個時間之間,觀察者完全不知道,發生了什麼關於光子的事。

或許這論點並不會很令人驚訝;可是,從雙縫實驗可以推論出一個很值得注意的結果;假若,用探測器來探測光子會經過兩條狹縫中的那一條狹縫,則原本的干涉圖樣會消失不見。

假若又將這探測器所測得路徑資訊摧毀,則干涉圖樣又會重現於探測屏,這引人思維的現象將雙縫實驗的程式與結果奧妙地連結在一起。

3樓:鵝子野心

雙縫實驗,著名光學實驗,在2023年,托馬斯·楊總結出版了他的《自然哲學講義》,裡面綜合整理了他在光學方面的工作,並在裡面第一次描述了雙縫實驗:把一支蠟燭放在一張開了一個小孔的紙前面,這樣就形成了一個點光源(從一個點發出的光源)。現在在紙後面再放一張紙,不同的是第二張紙上開了兩道平行的狹縫。

從小孔中射出的光穿過兩道狹縫投到螢幕上,就會形成一系列明、暗交替的條紋,這就是現在眾人皆知的雙縫干涉條紋。

在量子力學裡,雙縫實驗(double-slit experiment)是一個測試量子物體像光或電子等等的波動性質與粒子性質的實驗。雙縫實驗所需的基本儀器設定很簡單。拿光的雙縫實驗來說,照射相干光束於一塊內部刻出兩條狹縫的不透明擋板。

在擋板的後面,擺設了照相底片或某種偵測屏,用來紀錄通過狹縫的光波的資料。從這些資料,可以瞭解光束的物理性質。光束的波動性質使得通過兩條狹縫的光束互相干涉,造成了顯示於偵測屏的明亮條紋和黑暗條紋,這就是雙縫實驗著名的干涉圖案。

可是,實驗者又發覺,光束總是以一顆顆粒子的形式抵達偵測屏。 [1]

雙縫實驗也可以用來檢試像電子一類粒子的物理行為,雖然使用的儀器不同,都會得到類似的結果,顯示出波粒二象性。

4樓:匿名使用者

我也是有點一知半解,我把自己比較通俗的理解來告訴你,希望是對的。實驗其實就是證明了人主觀對世界的認知和世界存在的客觀性和可能性的關係。直白點說比方在步行街地上有100元錢當你撿起來就改變了它被我或者世界任何人撿到的可能性。

也就是說如果你沒去步行街或者說去了也沒看見,那麼可能性就是無窮大的。我想這就是所謂的「波動性」。其實無外乎就是唯心主義和唯物主義的較量,只是唯物主義科學多年一直佔據上風的情況選擇慢慢在改變,可能是對超認知的藉口吧。

實驗做與都改變不了什麼。因為在我們的微觀世界在地球以外的文明看來就是被觀察的過程,我們的可能性同樣是被侷限了。我們人生中經歷過的事情回想一下任何從頭再來都會如何如何,當你這樣想的時候其實那時候的選擇對你的將來還在發生影響。

你想放屁但是在公共場合無奈只能憋著,這一秒你放了就等於一個屁,如果憋著在任意一秒放那麼就如同實驗中的螢幕一樣,結果是波動性的。

5樓:文123很安全

當用攝像頭拍電子時,由於攝像頭的電路會形成磁.場,對電子產生力的作用,所以拍照時電子顯示出不一樣的狀態

6樓:匿名使用者

比方說,你在玩網路遊戲的時候,遊戲是運作的,你一旦不玩了,遊戲就會停止運作。它會讓你注意到它

7樓:匿名使用者

單電子雙縫干涉實驗

在我們儀器觀測前,結果有多條光帶。這是因為電子具有波粒二象性,波在雙縫處相互干涉的結果。但單電子如果要相互干涉,就肯定要兩條縫裡都有波發出。

所以當實驗結果產生的時候,幾乎所有科學家都不敢相信自己的眼睛。這意味著一個電子同時出現在左縫與右縫。

於是他們為了搞清楚這個事情,加了一個觀測儀器去觀測,看看電子到底通過了哪一條縫。實驗很成功,他們成功地觀測到了電子通過左縫,右縫,左縫......但更神奇的事情發生了。

只要一觀測,光帶就變成了兩條,如同電子不在具有波動性,像子彈一樣變成了經典粒子。研究人員還是沒有發現左縫與右縫同時出現電子。

這個實驗做了無數遍,得到的結果都一樣。觀測了就只有兩條光帶,不觀測就有多條光帶。

科學家們開始思考是不是實驗裝置出了問題,因為觀測要用到光,光照一下我們巨集觀物體肯定不會改變它什麼運動狀態,但像電子這樣的微觀粒子,光照一下可能也會對其運動狀態發生大的影響,因為光子也是有動量的。

於是就有了單原子雙縫干涉實驗,對於原子來講,它比電子質量就大得多了,光照一下對它的影響微乎其微。然並卵啊,得到的實驗結果與單電子雙縫干涉一樣。

科學家們還不死心,因為影響微弱不代表沒有影響,這就像蝴蝶效應一樣,有時候光子會變成壓死駱駝的最後一根稻草。於是科學們想做一種不影響電子,又能觀測到電子的裝置。結果還真有牛b人搞出來了。

因為電子在運動中也會帶來周圍電場的變化,就是你不用光去照它,它自己也會發光。於是觀測儀器大升級,不發光,只接收光。因為技術越來越高,實驗也獲得了成功。

但然並卵啊,得到的實驗結果還是一樣。。。。

於是科學家們普遍認同了這一觀點,在微觀粒子被觀測前是沒有固定的位置的,它是一縷波。當它被觀測的那一剎那,它就變成了粒子。。。波粒二象性在這裡被重新認知。

對於這種現象,現代物理學的主流解釋是哥本哈根詮釋。

這個解釋比較簡單,就是說微觀粒子被觀測前,其運動狀態和位置有無限種可能,但我們觀測會使這n多可能性的事件塌縮。微觀粒子從波態塌縮成粒子態(吐槽:這尼瑪也算解釋啊,你不是把實驗結果說了一遍麼)

然後支援率第二的就是多世界詮釋。就是說我們的世界其實不是唯一的,在觀測的時候,你就會被分配到其中的一個世界中(如電子從左縫通過),而電子從右縫通過就是另一個平行宇宙,與你互不相干。這種學說因為成功的**了惠勒延遲選擇實驗,以及epr佯謬的結果。

所以也非常受歡迎。為什麼它還是被哥本哈根詮釋擊敗了而成為萬年老二呢?因為物理學是一個基於實驗依據的學說。

多世界詮釋這種不能證明又不能證偽的學說在眾多科學家看來沒有任何意義。除非能拿出多世界存在的鐵證,不然我們只認為這是一種猜測。而多世界詮釋的理論認為平行宇宙是相互平行的,互不干擾,自然也就沒法證明。。。。

所以,萬年老二的位置就坐定了。

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