① 電子雙縫干涉是如何觀察的呢
和光這種電磁波的干涉實驗相似,讓電子發射裝置擊打雙縫,電子被傳統地考慮為實物粒子,不是波,但這個實驗在屏幕底片上得到了多條平行的干涉條紋。
為了驗證,人們還進行了單次只發射一個電子的雙縫實驗,意在排除電子間碰撞造成條紋的可能,足夠長時間的積累後,底片仍然是干涉條紋。
波粒二象性被推廣到電子。
這個實驗最奇妙的地方,人們在雙縫處加裝探測裝置想要確定電子通過了哪條縫的時候,不再顯示出干涉條紋,變成像小球打雙縫那樣普通的雙亮紋。量子力學尋求解釋,說電子在不受觀測時沒有確定的位置,從兩條縫中通過都有概率,它的這兩種分布概率自己和自己發生了干涉。被觀測時,可能性卻又坍縮到其中一條縫的情況里,不再有干涉現象。
當然我自己沒有那個條件做實驗了啦,都是些慣說的理論
② 電子的雙縫干涉實驗中的觀測是用什麼儀器
用的底片。也就是能記錄電子打擊位置的,類似監視屏
③ 電子雙縫干涉實驗是怎樣的,為什麼令人毛骨悚然
我們常常聽到有人說,在量子力學的相關實驗中,「電子雙縫干涉實驗」令人非常的「毛骨悚然」,那麼為什麼人們會這么說呢?今天我們就來簡單地介紹一下。
電子雙縫干涉實驗本身並不令人「毛骨悚然」,它只是量子力學中一種演示電子的「波粒二象性」的實驗。
通過這個現象,我們可以看到觀測者「現在的行為」,居然可以改變電子「過去的狀態」!這種不可思議的事情,就是這么真實地存在著。電子雙縫干涉實驗強烈地暗示了我們所處的世界,與我們平常感覺到的完全不一樣,這就是它令人「毛骨悚然」的真正原因。
④ 為什麼說「電子雙縫干涉實驗」令人感到「毛骨悚然」
實際上,電子雙縫干涉實驗本身並不是「令人毛骨悚然的」,它只是量子力學中證明電子「波粒二象性」的實驗。根據有關量子力學的描述,電子等基本粒子既可以具有「粒子性」又可以具有「波性」,因此科學家精心設計了「電子雙縫干涉實驗」:讓電子束從兩個方向穿過狹窄的間隙,這些電子將落在它們後面的屏幕上。通過觀察屏幕上電子的現象,科學家可以驗證「波粒對偶性」的正確性。
但是,實驗結果使科學家感到驚訝,因為實驗結果表明,即使電子已經通過「雙縫」,它仍將根據觀察者的行為確定其狀態!即,當有觀察者時,它們是「粒子」,如果沒有觀察者,它們將毫無例外地表現出「揮發性」。通過這種現象,我們可以看到「觀察者的行為」實際上可以改變電子的「過去狀態」!這個不可思議的事情是如此真實。電子雙縫干擾實驗強烈表明,我們所生活的世界與我們通常所感覺的完全不同,這是使其「令人毛骨悚然」的真正原因。
⑤ 什麼電子雙縫干涉實驗有何原理
在量子力學里,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。雙縫實驗是一種“雙路徑實驗”。在這種更廣義的實驗里,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。
依照這方法,可以展示出一個平面波波前或一個圓形波波前怎樣持續延伸。在探測屏上觀察到的明亮條紋,是由光波的相長干涉造成的,當一個波峰遇到另外一個波峰時,會產生相長干涉;暗淡的條紋是由光波的相消干涉造成的,當一個波峰遇到另外一個波谷時,會產生相消干涉。
⑥ 雙縫干涉實驗中的「看一眼」的設備到底做何解釋誰能進一步說明
觀測者效應最前是從單電子雙縫干涉實驗被人發現的
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,就肯定要兩條縫里都有波發出。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,光照一下我們宏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。。。波粒二象性在這里被重新認知。
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么)
然後支持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預測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,互不幹擾,自然也就沒法證明。。。。所以,萬年老二的位置就坐定了。
⑦ 關於電子的雙縫干涉實驗
兩個縫(A與B)附近分別安置光源(L1與L2)以及光檢測器(D1與D2)。當電子穿過A縫後,光源L1照射到電子上並被電子散射,散射光被檢測器D1接受到,然後被實驗者看到,實驗者判定電子從A縫穿過。如果電子穿過B縫,則光源L2照射到電子上被電子散射,散射光被D2接受到,實驗者確認電子從B縫穿過。並不是眼睛直接看電子,眼睛能看見電子嗎?筆者認為光打到電子上影響了電子概率波從而坍縮為粒子。光照射子彈一般不會影響子彈飛行,光照射電子影響了電子波函數運動,這個道理不難理解。
⑧ 誰聽說過「電子雙縫干涉實驗」
在量子力學里,雙縫實驗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置很簡單。
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數據。從這些數據,可以了解光束的物理性質。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。
⑨ 單電子雙縫干涉實驗,如果把觀測儀器放在電子源後,會產生干涉條紋么
在單電子並不是因為你「觀察」而「塌縮」成粒子態,而是它本身就是粒子態,而波動只是粒子的固有屬性罷了。同樣的能量下狀態,粒子約小波動約劇烈,呈現波粒二象性。這是對你觀察不觀察的回答,以及在哪兒觀察的回答。
單電子干涉實驗中,電子一個個發射,形成與「自身」的干涉結果。這並不是真的通過波傳播過干涉縫隙,「塌縮」成電子,而是電子通過其它能量交互形式「干涉」自身(說波函數只是為了方便理解),實際上它仍然是一個個震動的電子,一個個的穿過縫隙,以一定概率撞擊在成像板的某處。答案就是仍然會呈現兩條干涉條紋(即為無論觀察與否,在何處觀察,都會產生兩條清晰的干涉條紋)。
但據比較可靠的實驗,在觀察設備開啟的情況下,只會出現兩條比較清晰的干涉條紋,但在觀察設備關閉的情況下,即便是單電子也會呈現更多的干涉條紋(雖然剩下條紋的比較暗淡模糊),具體原因尚不清楚,這也引起了極大的轟動,彷彿電子知道有人在觀察就不表現出更強的波動態一般。