电子双缝干涉是如何观察的呢

作者&投稿:莘胆 (若有异议请与网页底部的电邮联系)
电子双缝干涉是如何观察的呢~

号称细思极恐、改变世界观的电子双缝干涉实验是怎样做的,诡异在哪里?

我们常常听到有人说,在量子力学的相关实验中,“电子双缝干涉实验”令人非常的“毛骨悚然”,那么为什么人们会这么说呢?今天我们就来简单地介绍一下。
电子双缝干涉实验本身并不令人“毛骨悚然”,它只是量子力学中一种演示电子的“波粒二象性”的实验。



根据量子力学的相关描述,电子这类基本粒子,可以同时具有“粒子性”和“波动性”,于是科学家们就精心设计了“电子双缝干涉实验”:让电子束从两个相互平行的狭窄缝隙中通过,然后这些电子会落在后面的探射屏上,通过对电子在探射屏上产生的现象进行观察,科学家就可以验证“波粒二象性”的正确性。



实验结果大概如上图如示,它完美地证明了量子力学相关理论的正确性。在此之后,随着科技的发展,人们渐渐具备了操控单个电子的能力,于是就有好奇的科学家想把“电子双缝干涉实验”做到更加精致,他们让电子一个一个的通过“双缝”,并试图看清楚单个电子到底是怎么样通过“双缝”的。



然后令人“毛骨悚然”的事情就发生了,简单地讲,就是存在观测者的时候,电子只会呈现出“粒子性”,而一旦没有观测者存在,它们绝对是呈现出“波动性”。这些单个发射出去的电子,就像是一个个无所不知的精灵一样,它们会根据观测者的行为,来决定自己的状态。
为了搞清楚这个问题,科学家想出一个办法,那就是在电子通过双缝之前不去做任何观测,然后等到电子通过了“双缝”之后,再马上打开观测设备进行观测。不得不说,这是一个好主意,因为电子通过了“双缝”之后,它以什么样的方式通过“双缝”已经成为了既定的事实,是不可能改变的。



但实验结果却让科学家大跌眼镜,因为实验结果表明,即使是电子已经通过了“双缝”,它还是会根据观测者的行为,来决定自己的状态!即存在观测者的时候,它们是“粒子性”,而假如对它们不做观测,它们又无一例外地呈现出“波动性”。



通过这个现象,我们可以看到观测者“现在的行为”,居然可以改变电子“过去的状态”!这种不可思议的事情,就是这么真实地存在着。电子双缝干涉实验强烈地暗示了我们所处的世界,与我们平常感觉到的完全不一样,这就是它令人“毛骨悚然”的真正原因。

和光这种电磁波的干涉实验相似,让电子发射装置击打双缝,电子被传统地考虑为实物粒子,不是波,但这个实验在屏幕底片上得到了多条平行的干涉条纹。

为了验证,人们还进行了单次只发射一个电子的双缝实验,意在排除电子间碰撞造成条纹的可能,足够长时间的积累后,底片仍然是干涉条纹。
波粒二象性被推广到电子。
这个实验最奇妙的地方,人们在双缝处加装探测装置想要确定电子通过了哪条缝的时候,不再显示出干涉条纹,变成像小球打双缝那样普通的双亮纹。量子力学寻求解释,说电子在不受观测时没有确定的位置,从两条缝中通过都有概率,它的这两种分布概率自己和自己发生了干涉。被观测时,可能性却又坍缩到其中一条缝的情况里,不再有干涉现象。
当然我自己没有那个条件做实验了啦,都是些惯说的理论

号称细思极恐、改变世界观的电子双缝干涉实验是怎样做的,诡异在哪里?




如何理解单电子双缝干涉实验
单电子双缝干涉实验的理解:因为安装的探测器引入了测量,而这个测量会对这个系统产生影响,测量之前,在狭缝处的波函数是电子通过左侧与电子通过右侧这两个波函数的叠加态,就是这样的叠加,产生了干涉效应而使得电子出现了干涉条纹。

如何判断双缝干涉中的条纹宽度?
测量按纹指劲使插丝要求与按纹相切,由于按win有一定的宽度,这个的时候操作的时候一定要注意襄的角度。条纹宽度是相邻明条纹中心或相邻暗条纹中心间的距离,所以明条纹宽度等于暗条纹宽度,但明条纹比暗条纹宽,这个要区分清楚。 双缝干涉的条纹间距公式是x=L\/d*λ,其中l是光屏到双缝的距离,d是双缝...

什么是【双缝干涉实验】?
把电子朝着两个缝隙点射出去,得到的结果却是一条类似波的干涉条纹,但是电子分明是一粒一粒发射的。加装了两个探测器观察后,图案竟然变成了两道杠,不再发生干涉现象。如果撤掉探测器,实验结果又变回斑马线。

双缝干涉中,光子到底是怎样的一种存在?
使用光子,杨双缝干涉实验使用可见光或光子,可见光的波长接近真实物体的大小双缝,并且可以看到明显的衍射现象,因为如果使用单色光,那么干涉条纹是明暗条纹,物理粒子也在波动 指的是德布罗意波,但衍射现象不明显,电子的晶体衍射实验是最好的证据,原子甚至更宏观的物体在波动,但粒子的性质更明显。如果用...

双缝干涉实验应该怎么理解?
双缝干涉实验是一种经典的物理实验,用来研究光的波动性和粒子性。在这个实验中,光线通过两个狭缝后,会在屏幕上形成干涉条纹。这个实验的结果表明,光既具有波动性又具有粒子性。当光线被观察时,它们会表现出粒子性质;当光线不被观察时,它们会表现出波动性质。

用中子做双缝干涉实验有什么现象?
一个一个的电子射击,程序让一个一个的电子按波的规定通过双缝,预先定义好的程序让这些电子整体运动起来表现为波的干涉图样。 双缝干涉实验,有“观察”这个变量,一个一个的电子射击,表现为粒子的性质。

双缝干涉的实验现象如何?
在双缝干涉实验中,每级的明条纹亮度并不一定相等。明条纹的亮度取决于光波的干涉情况,具体来说,以下几个因素会影响明条纹的亮度:1.光源强度:光源的强度越高,明条纹的亮度越高。强光源会导致明条纹更明显。2.波长:使用不同波长的光会导致不同亮度的明条纹。短波长光(如紫外光)会产生更亮的...

双缝干涉的实验现象是怎样的?
屏幕中心为零级亮条纹,两侧为平行等间距的明暗相间条纹。双缝干涉实验条纹特点的有:1、明暗相间的条纹;2、条纹等间距排列;3、中间级次低;4、零级明纹只有一条;5、除了零级,其它级次条纹对称分布;6、在装置确定的情况下,入射光波长越长,条纹间距越大。

双缝干涉实验是怎样的,它为何被说可怕?
我们周围存在的世界可能是个虚拟的世界。为什么人们对的“双缝干涉实验”感到畏惧呢,“双缝干涉实验”蕴藏了什么?令人不寒而栗?难道电子双缝干涉实验有着恐怖的一面?实际上,双缝干涉实验令人感到恐怖是因为颠覆了人类对客观世界长时间的认知,就是当人类认识并改造改造世界的过程中...

双缝干涉实验为何会有人感觉很恐怖?到底怎么了?
双缝干涉实验为何会有人感觉很恐怖?到底怎么了?  我来答 10个回答 #热议# 生活中有哪些成瘾食物?开车大师傅 高能答主 2021-01-18 · 学生 个人认证用户 开车大师傅 采纳数:89 获赞数:2153 向TA提问 私信TA 关注 展开全部 用一个光子做双缝实验时,当观察一个光子的路径时双缝干涉消失,不观察时...

呼图壁县15291468488: 电子双缝干涉是如何观察的呢 -
皮帝脑力: 和光这种电磁波的干涉实验相似,让电子发射装置击打双缝,电子被传统地考虑为实物粒子,不是波,但这个实验在屏幕底片上得到了多条平行的干涉条纹.为了验证,人们还进行了单次只发射一个电子的双缝实验,意在排除电子间碰撞造成...

呼图壁县15291468488: 如何做双缝干涉实验 -
皮帝脑力: 1、照射粒子束于刻有两条狭缝的不透明板,然后确认在探测屏出现了干涉图样. 2、因为可见光波长很短,所以手指宽的缝隙根本无法完成光线的干涉和衍射.缝隙宽度应大致和头发丝一样宽,双缝间距应小于1毫米. 3、找一小块不用的镜子...

呼图壁县15291468488: 关于电子双缝干涉的问题 -
皮帝脑力: 首先要知道电子双缝干涉之所以会发生,是因为电子具有波动性,这种波是概率波,就是说大量电子通过缝后的空间分布是沿一个概率函数分布的.宏观表现就表现为波动性,所以就会出现波的干涉现象.但是上述情况是发生在电子自由通过...

呼图壁县15291468488: 电子的双缝干涉实验中电子是怎么通过双缝的 -
皮帝脑力: 是这个意思,因为你安装的探测器引入了测量,而这个测量会对这个系统产生影响,测量之前,在狭缝处的波函数是电子通过左侧与电子通过右侧这两个波函数的叠加态,就是这样的叠加,产生了干涉效应而使得电子出现了干涉条纹. 然而,一旦经过了测量

呼图壁县15291468488: 电子双缝干涉和衍射区别 -
皮帝脑力: 电子双缝干涉:将一束电子射向两个紧靠的狭缝,在缝后放上一个屏幕,在屏幕上出现干涉条纹,从而表示电子具有波动性.电子衍射:当电子波(具有一定能量的电子)落到晶体上时,被晶体中原子散射,各散射电子波之间产生互相干涉现象.1927年,C.J.戴维孙和L.H.革末在观察镍单晶表面对能量为100电子伏的电子束进行散射时,发现了散射束强度随空间分布的不连续性,即晶体对电子的衍射现象.

呼图壁县15291468488: 关于电子的双缝干涉实验~~~~~~~~~~~~求高人指导 -
皮帝脑力: 带观察者也会有干涉条纹,双缝干涉实际上在有光无光情况下都可以实验,当然无光情况下比较明显,而且可以排除无关光线的干扰,单个电子实验进行之后才确认了波粒二相性的,因为单电子也会有干涉,这个没法用粒子来解释

呼图壁县15291468488: 简单介绍一下双缝干涉实验 -
皮帝脑力: 考点就是, 1.知道双缝干涉实验结构光路图是怎么样的,就是前面一个单缝,后面一个双缝.最后一个屏幕 2.知道发生明显干涉的条件,就是同频,同振动方向,固定相位差. 3.知道干涉图样,就是等间距竖条纹 4.知道明纹暗纹位置的条件,就是一个是波长整数倍,另外一个是半波长奇数倍. 5,会算间距,就是两个相邻明条纹条件,减一下就可以算了!

呼图壁县15291468488: 电子的双缝干涉实验中的观测是用什么仪器? -
皮帝脑力: 用的底片.也就是能记录电子打击位置的,类似监视屏

呼图壁县15291468488: 单电子双缝干涉的疑惑 -
皮帝脑力: 在量子力学里,你需要将电子看成一列波,而不是一个电子.电子波同时通过两条缝并在屏上产生干涉.下面回答问题:1,若无挡板,屏上出现的就是电子源产生的分布2,观察通过那条缝的仪器有很多种,最经典的就是用光.其实他的原理并不重要,重要的是他一定是通过某种量子作用测量的,而这种作用一定会使两者的量子态交缠在一起(通俗讲就是仪器的状态有电子的状态决定),有量子力学原理可计算出退相干的物理效果3,双缝后显现的是由一个个点组成的条纹图案 如楼主还有疑问,可以给我发邮件(yyc_1992@126.com),欢迎讨论,我也是在自学量子力学.

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