在靜電透鏡實驗裝置

⑴ 什麼意思啊！我的問題為什麼寫不上！誰在搗鬼！為什麼！！

在《上帝擲骰子嗎——量子物理史話》，作者還用了兩個篇幅的內容解釋了WMI，我就不一一粘貼了，您有興趣的話網路上可以所尋到這本書。特別是關於這個理論的前因後果，讀完後一定會有一個相當全面的收獲。

今天剛了解到多世界理論,理解水平還處在初級階段.對於單電子雙縫干涉實驗也不大明白.上網找了些入門級資料.一並附在這里

單電子通過雙縫干涉圖樣形成過程的直接觀察
1988年，日本人A．Tonomura、J．Endo、T．Matsuda和T．Kawasaki利用帶有電子雙棱鏡和位置感光電子計數系統的電子顯微鏡成功地記錄了一系列單個電子通過時干涉圖樣的建立過程〔10〕，證明了電子的波粒二象性，而這類實驗曾被認為是不可能實現的思想實驗.實驗裝置如圖4所示，實驗有如下特色：

1） 電子槍發射電子採用場發射方式．一般干涉圖樣的質量對電子束有兩個要求：①單色性盡可能好以避免其經電子透鏡後產生較大的色差；②亮度足夠大以保證被放大1 000 000倍之後的像仍可見．電子槍可分為兩類：熱發射型(主要靠加熱鎢絲發射熱電子)和場發射型(利用強電場從未加熱的金屬尖端將電子拉出）．場發射型電子槍發射的電子束的單色性要優於熱電子．
2） 採用了二維位置感光電子計數系統．這是一個熒光底片與光子計數成像搜索系統（PIAS）的組合，其計數損失和檢測雜訊均小於1％，即當一個50 kV的電子打到熒光底片上時，在電子到達處約有500個光子產生，光子通過纖維板激活光陰極而產生光電子．光電子通過靜電透鏡被加速至3 kV，在多通道板（MCP）的表面成點像，其上電子數目的積累和電子到達的位置由位置感測器記錄．電子到達每一個通道的信號被送到存儲器中且積累的光電子像點被顯示在電視監視器的熒光屏上．裝置如圖5所示．干涉圖上清晰地記錄下了單電子通過雙縫時干涉圖建立的完整過程．與光子相比這一技術的難度要大得多，單個光子的到達可直接記錄在移動底片上，而光子的波長比電子波長大得多，對於電子需使用高靈敏度的電視攝像機才能記錄下來．
3） 通過改變中間透鏡的焦距控制電子流量．此實驗平均可達每秒1 000個電子，可使電子干涉圖的形成有一個合理的時間，例如20 min，電子槍到屏的距離是1.5 m，連續通過的兩個電子間平均距離150 m，電子波包長度約1 μm，可推斷出兩個電子同時出現在電子槍與屏之間的機會非常之小，兩波包相遇的機會也很小．
這個實驗成功地證明了電子的波粒二象性．由於單電子通過雙縫，電子－電子相互作用在干涉圖形成過程中不存在，因為下一個電子尚未從電極中出來，前一個電子已被接收器檢測到，這證明了電子的波性．又因為電子被觀測到時有確定的位置，這證明了電子的粒子性．電子計數系統和放大技術的結合使Feynman的純「思想實驗」成為現實，干涉圖建立過程准確地與量子力學的預言一致．單電子干涉圖的形成如圖6所示．
圖6 單電子雙縫干涉圖的形成：（a）8個電子，（b）270個電子，（c）2 000個電子，（d）60 000個電子

量子力學哲學詮釋概述

在哲學層面上思考量子力學，則無需涉及復雜的數學細節，一個簡單的雙縫干涉實驗已包含了量子力學的全部奇異之處。
考慮光子由一個光源出發，通過與光源等距的兩條平行狹縫，射到感光屏上，在屏上呈現出光子的分布。在實驗中，先分別打開一條狹縫，關閉另一條，這時感光屏上的強度分布為光子通過單縫的衍射圖樣。然後將雙縫同時打開，這時在屏上得到的是光子通過雙縫後形成的干涉圖樣。這個實驗反映了光的波動性。
如果在光源處換上一架機槍，則子彈通過雙縫後的分布等於兩個單縫分布的直接相加，這里不發生干涉現象，反映了經典粒子的特性。
如果在光源處換成電子槍，則結果與光子干涉實驗相一致，而與經典粒子的結果不一致。
那麼是否就可以把電子理解成波呢？按這種解釋，電子波到達雙縫時，形成兩個子波，這兩個子波相互疊加產生干涉花樣。但是，這樣的解釋意味著電子在雙縫處被分成了兩部分，分別通過雙縫，這顯然與電子的粒子性相矛盾。同時，如果電子是波，那麼單電子的衍射條紋應該是分散的分布著，但事實上，卻是單個的點。
那麼是否可以把電子理解成粒子呢？按這種解釋，電子在雙縫處不會分解為兩個，而是只從其中一條通過，並射到感光屏上形成一個感光點。這雖然解釋了電子的粒子性，但也會產生一個矛盾，既然電子只經過一條狹縫，那麼另一條縫的啟閉不應該對電子的運動有什麼影響，因此，先分別打開一條狹縫得到兩種衍射圖樣，它們的相互疊加應該與同時打開雙縫相同，不應該出現干涉。同時，按粒子觀點，電子應該落在屏上同一個點上，而不是呈衍射條紋，這也與實驗結果矛盾。
所以，用經典的波或粒子概念理解上述實驗現象都會產生矛盾，現在流行的是一種波粒二象性的解釋：和微觀粒子相聯系的波是一種概率波，波函數在空間中某一點的強度與在該點找到粒子的概率成比例。按這種理論，當雙縫同時打開時，電子有可能通過其中任何一條，不會分成兩個。只打開一條縫時，對電子來說只有一種機會，與雙縫同時打開是有區別的，應用不同的概率波來描寫。電子通過雙縫後，概率波相干而產生干涉圖樣，亮條紋的地方波的強度大，電子落在這里的概率也大，電子數目多；暗條紋的地方波的強度小，電子落在這里的概率小，電子數目少。

這種解釋實際上是對經典粒子解釋的一種改進，粒子不是按經典力學的規律運動，而是按一種概率的規律運動，這種概率用波函數描寫。由於這種解釋能說明各種實驗現象，因而被廣泛接受。但也有很多人對它不滿意，因為波函數只能描述電子在空間各點出現的概率，而不能給出確定的位置，如果問電子射到屏幕之前在什麼位置，則難以回答：作為粒子它只能在空間中的某一個點，但是，如果電子在某一個點上，則意味著電子在這一點的概率為1而在其它各點的概率為0，而這與波函數矛盾。流行解釋對此的回答是，在某一點找到電子的概率和電子在某一點的概率是兩回事，在某一點找到電子的概率不是1不等於電子不可以在某一點。這樣的解釋顯然不能令人滿意。
粒子與波兩種物理圖景就這樣被整合到了一起，物理學家們學會了不去追問為什麼，而是記住一套規則，在該用粒子性的時候用粒子性，在該用波動性的時候用波動性，這樣就可以保證計算結果和實驗結果一致了。
量子理論的不自然還體現在波包坍縮問題上：在微觀世界出現了兩種物理過程，在電子射到屏幕上之前，它的運動遵循連續的薛定諤方程；但在射到屏上的一瞬間，連續的過程發生了中斷，描述電子運動的波函數發生了坍縮，電子好象忽然進行了一次決策，選中了它要投射的那個點。這一過程是怎樣發生的，又該怎樣理解它與前面連續過程的關系，對這一問題量子力學不作回答。
反對主流解釋的著名物理學家有薛定諤和愛因斯坦。薛定諤直到晚年都在嘗試用一種波包理論解釋電子的粒子性，他希望建成一個只有波沒有粒子的物理圖景，但最終沒能成功。愛因斯坦沒有建造什麼有關理論，但他與波爾長達幾十年的持久論戰更為著名，其最終的表現形式就是著名的EPR悖論。愛因斯坦認為，現在的量子理論只能算是一個過渡，現有理論與其說是把問題解釋清楚了不如說是用一個精心設計的概念網把質疑的人暫時阻住了，他認為，不管這個概念網構造的多麼精巧，最終總是要被攻破的，所以，他在同波爾的論戰中一直採取進攻的策略，他要揭示量子力學的矛盾，把哥本哈根的追隨者從夢鄉中驚醒。奇怪的是他為此努力了多年竟然沒能成功，但他還是把一句話深深刻入了人們的腦海，「量子力學是不完備的」。波爾在去世前一天的晚上，仍然在畫一張愛因斯坦量子箱的草圖，畫在他實驗室的黑板上。他曾經和愛因斯坦就此問題爭論了多年，當他將要離開這個世界的時候，念念不忘的還是這個問題。

⑵ 靜電透鏡是利用靜電場使電子束會聚或發散的一種裝置．如圖所示為該透鏡工作原理示意圖，虛線表示這個靜電

A、由於等勢線的電勢沿x軸正向增加，根據等勢線與電場線垂直，可作出電場線，電子所受的電場力與場強方向相反，故電子在y軸左側受到一個斜向右下方的電場力，在y軸右側受到一個斜向右上方的電場力，故電子沿x軸方向一直加速，對負電荷是從低電勢向高電勢運動，故A正確．
B、根據等勢線的疏密知道b處的電場線也密，場強大，電子的加速度大，故B錯誤．
C、根據負電荷在負電荷在電勢低處電勢能大，可知電子的電勢能一直減小，則電子在a處的電勢能大於在b處的電勢能D電子的電勢能一直減小，則電子穿過電場的過程中，電場力始終做正功，動能增加，故C錯誤，D正確．
故選：AD．

⑶ 靜電透鏡是什麼

靜電透鏡靜電透鏡，是電子透鏡中的一種。指施加一定電位的中心開孔金屬薄板或圓筒構成的電子和離子光學器件。由多個靜電透鏡組成透鏡系統，它的主要作用是將電離室中大部分離子以很小的散角送至質量分析器。在旋轉對稱型的若干個導體電極上分別加上一定的直流電壓所形成的旋轉對稱靜電場。例如，由等半徑或不等半徑的雙圓筒電極構成的浸沒透鏡；由等半徑或不等半徑的3個圓筒或3個光闌構成的單電位透鏡，以及由陰極、調制極和陽極構成的陰極透鏡。

⑷ 靜電透鏡是利用靜電場使電子束會聚或發散的一種裝置，其中某部分靜電場的分布如右圖所示．虛線表示這個靜

由於等勢線的電勢沿x軸正向增加，等勢線與電場線垂直，故可做出經過P點的電場線如圖所示，電子所受的電場力與場強方向相反，故電子受到一個斜向右下方的電場力，故沿y負方向加速運動． 電子通過y軸後受到的電場力斜向右上方，故沿y軸負方向減速運動； 又由於在x軸方向始終加速，故在水平方向通過相同的位移時間變短，根據△v y =a y △t，故通過相同的水平位移豎直向速度變化量減小．由於v y -x的斜率代表豎直向速度v y 隨x軸變化的快慢，故D正確． 故選D．

⑸ 靜電透鏡是利用靜電場使電子束匯聚或發散的一種裝置，其中某部分靜電場的分布如圖所示.虛線表示這個靜電