双缝干涉实验说明的物理公式,双缝干涉实验规律

首页 > 经验 > 作者:YD1662022-11-06 14:18:09

真理确实只有一个,但是真理的表现形式,会不会存在着多个版本?

难道真理就是那个千面之神,用千变万化的面目欺骗了我们如此之久?

灵异的实验

究竟是波,是粒,还是波粒二象,大家决定,用一个简单的实验来做个了断:

双缝干涉实验

双缝干涉实验说明的物理公式,双缝干涉实验规律(13)

双缝,顾名思义,就是在一块隔板上开两条缝。

用一个发射光子的机枪对着双缝扫射,从缝中漏过去的光子,打在缝后面的屏上,就会留下一个光斑。(等效于 1961 年电子双缝干涉实验)

在实验之前,科学家的推测如下:

第一种可能

如果光子是纯粒子,那么屏幕留下两道杠。

光子像机枪发射的子弹一样笔直地从缝中穿过,那么屏幕上留下的一定是 2 道杠,因为其他角度的光子都被板挡住了。

双缝干涉实验说明的物理公式,双缝干涉实验规律(14)

第二种可能

如果光子是纯波,那么屏幕上会留下斑马线般的一道道条纹。

光子穿过缝时,会形成 2 个波源。两道波各自震荡交汇(干涉),波峰与波峰之间强度叠加,波峰与波谷之间正反抵消,最终屏幕上会出现一道道复杂唯美的斑马线(干涉条纹)。

双缝干涉实验说明的物理公式,双缝干涉实验规律(15)

第三种可能

如果光子是波粒二象,那么屏幕图案应该是以上两种图形的杂交混合体。

总之,

两道杠 = 粒派胜;

斑马线 = 波派胜;

四不像 = 平局。

是波是粒还是二合一,看屏幕结果一目了然,无论实验结果如何,都在我们的预料之中。

第一次实验 :把光子发射机对准双缝发射。

结果 :标准的斑马线。

根据之前的分析,这证明光子是纯波。OK,实验结束,大家回家洗洗睡吧。

粒派不服:我明明知道光子是一个一个的粒子!

这样,我们再做一次实验,把光子一个一个地发射出去,看会怎么样,一定会变成两道杠的!

第二次实验 :把光子机枪切换到点射模式,保证每次只发射一个光子。

结果 :斑马线,竟然还是斑马线,怎么可能?我们明明是一、个、一、个把光子发射出去的啊!

最令人震惊的是,一开始光子数量较少时,屏幕上的光点看上去一片杂乱无章,随着积少成多,渐渐显出了斑马线条纹!

光子要真的是波,那粒派也不得不服。

问题是:根据波动理论,斑马线来源于双缝产生的两个波源之间的干涉叠加;而单个光子要么穿过左缝、要么穿过右缝,穿过一条缝的光子到底是在和谁发生干涉?

难道……光子在穿过双缝时分裂成了两个?一个光子分裂成左半光子和右半光子,自己的左手和右手发生了关系?事情好像越来越复杂了。干脆一不做二不休,我们倒要看看,光子究竟是怎样穿过缝的。

第三次实验 :在屏幕前加装两个摄像头,一边一个左右排开。哪边的摄像头看到光子,就说明光子穿过了哪条缝。同样,还是点射模式发射光子。

结果:每次不是左边的摄像头看到一个光子,就是右边看到一个。一个就是一个,从来没有发现哪个光子分裂成半个的情况。

大家都松了一口气。 光子确实是一个个粒子,然而在穿过双缝时,不知怎么就会变形成两道波同时穿过,形成干涉条纹。

虽然诡异了些,不过据说这就是 波粒二象性 了,具体细节以后再研究吧,这个实验做得人都要精分了。

然而,就在这时,真正诡异的事情发生了……

人们这才发现,屏幕上的图案,不知什么时候,悄悄变成了两道杠!

没用摄像头看,结果总是斑马线,光子是波;

用摄像头看了,结果就成了两道杠,光子变成了粒子。

实验结果取决于看没看摄像头?

这不科学啊,做物理实验竟然见鬼了啊!

双缝干涉实验说明的物理公式,双缝干涉实验规律(16)

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