为什么如果光子以一个一个的穿过窄缝也会发生衍射现象?

作者&投稿:江钞 (若有异议请与网页底部的电邮联系)
为什么如果光子以一个一个的穿过窄缝也会发生衍射现象~

呵呵,你所提到的问题基本不会存在,因为有光,那光子就是不断的,不可能是一个一个分的那么开的。

根据海森堡的测不准关系, Δp × Δx ≥ h/2 ; Δ E × Δ t ≥h/2.当动量确定时,位置不确定;反过来一样。当能量确定 时,时间不确定;反过来也一样。你在这儿所说的单个光子的干涉现象,充其量只不过强调了对于一定频率的光子(对应着一定动量)其在空间位置行为的不确定性。高中三册物理中是通过单个光子通过双孔的不确定性来说明这一点的。这只是一个统计解释,只是强调了它的空间位置的不确定性。所谓的“光波的干涉”这个名称的来由只是由于其所形成的图样与用发波水槽做机械波水波的干涉时形成的干涉图样类似而做的名称的借用而已罢了。当然了,一般来说,对于大量的光子,我们强调它的干涉效应;对于个别光子强调其量子行为。但这并不反对光子本身所具有的二象性属性,也并不与其统计解释相予盾,反而成为统计解释的充分说明。



(今天吃午饭时看到了提问者对于问题的补充。 ) 要知道一个光子是怎么产生干涉的,这首先要明确光子的本质是什么?首先hν是什么?与其说hν表示一个光子,还不如更简单地说其是一没有静质量而只有动质量的能量团。这个能量团在ν所对应的频率上是最小单位,不可以再分割。在明确了这样的前提以后,我们就不难理解“一个光子是怎么产生干涉的”了。由于光子是以能量团的形式与物质发生作用的(如:光电效应现象),所以其在与物质的作用中表现出了粒子性。但是这个能量团在传播的过程中则表现出了波动性。这是这个能量团在两种不同的物理过程的基本属性(二象性)的不同侧面的反映。根据Δp × Δx ≥ h/2,当其动量一定时,空间位置则俞发趋向于不确定性。当一个光子通过前方的两个小孔时,每一次通过每一个孔的几率是随机的;但是当多次通过前方的两个小孔时,则会满足一定的楖率分布。概率的多少由接收光子的感光胶片所显示的明暗条纹直观地反映出来。如果进一步想准确确定光子在通过孔时的不确定度的大小,这可以由量子力学方法解狄拉克方程,由所得到的一组波动解直接确定。这在大学本科理论物理专业四年级课程《量子力学》中,会详细讲解的。对于一般高中生应付高考,知道 这些足够了。在这个正确理解的前提之下,才能有de Broglie的物质波的波长计算问题。
而至于“一个光子可以同时穿过两个狭缝”的问题的提法,本身就是错误的。

微观粒子是一种概率波,光子通过狭缝后,不能确定他回落在哪,只能算出它在哪里的概率大,但一旦当它落在某个位置后,就能测量它的位置。波粒二象性的却很奇怪,但你要明白,微观粒子遵循量子力学法则,不遵循宏观物质的法则。根据不确定关系,有时候能量还会突然冒出,能量低的粒子还会穿过一睹势能比自身还高的势垒,就像一个球以一定速度向上抛(速度小于第二宇宙速度),会摆脱地球引力场一样的,当然,这在宏观世界中不会发生,在微观世界里,什么都有可能

这个可以用不确定性原则来解释,即不能同时确定一个微粒的位置和动量,通过窄缝的时候,使它们的位置近乎精确了,那么它们的动量就不再是精确的,所以你不能说经过某一狭缝的光子动量相同。
而且,根据概率波理论,光子落在哪一点,是随机的,不是力的作用结果,只是在衍射(干涉)明条纹处出现的几率比较大而已。

貌似现代科技达不到控制单个光子运动状态。光波也是波具有波的特性,一个个过,地球上没人做的了。如果大量研究那就体现其波的特性

因为物质存在波粒二象性,粒子就是波


为什么如果光子以一个一个的穿过窄缝也会发生衍射现象?
微观粒子是一种概率波,光子通过狭缝后,不能确定他回落在哪,只能算出它在哪里的概率大,但一旦当它落在某个位置后,就能测量它的位置。波粒二象性的却很奇怪,但你要明白,微观粒子遵循量子力学法则,不遵循宏观物质的法则。根据不确定关系,有时候能量还会突然冒出,能量低的粒子还会穿过一睹势能比...

为什么如果光子以一个一个的穿过窄缝也会发生衍射现象
呵呵,你所提到的问题基本不会存在,因为有光,那光子就是不断的,不可能是一个一个分的那么开的。

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山阳区13429601591: 为什么如果光子以一个一个的穿过窄缝也会发生衍射现象? -
淳养复方: 这个可以用不确定性原则来解释,即不能同时确定一个微粒的位置和动量,通过窄缝的时候,使它们的位置近乎精确了,那么它们的动量就不再是精确的,所以你不能说经过某一狭缝的光子动量相同. 而且,根据概率波理论,光子落在哪一点,是随机的,不是力的作用结果,只是在衍射(干涉)明条纹处出现的几率比较大而已.

山阳区13429601591: 为什么一个光子穿过两条细缝也可以产生干涉条纹 -
淳养复方: 实际上实验是一个光子穿过去只会在屏幕上留下一个点(这个点是随机分布的),你所说的产生干涉条纹,其实是无数次重复这个实验后,留下的点组成了干涉条纹

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山阳区13429601591: 单个光子也会产生干涉现象,这是为什么?一楼,一个光子只是一个个体为什么会产生自己干涉自己的现象呢?也就是说为什么一个光子可以同时穿过两个狭... -
淳养复方:[答案] 根据海森堡的测不准关系,Δp * Δx ≥ h/2 ; Δ E * Δ t ≥h/2.当动量确定时,位置不确定;反过来一样.当能量确定 时,时间不确定;反过来也一样.你在这儿所说的单个光子的干涉现象,充其量只不过强调了对于一定频率的光子(对应着一定动量)其在空...

山阳区13429601591: 物理学家做了一个有趣的实验:在光屏处放上照相用的底片.若减弱光的强度,使光子只能一个一个地通过狭缝 -
淳养复方: A、根据爱因斯坦的“光子说”可知,单个光子表现为粒子性,而大量光子表现为波动性,故曝光时间不太长时,底片上只能出现一些不规则的点子,说明了单个光子表现为粒子性,故A错误; B、光子的粒子性并非宏观实物粒子的粒子性,故单个光子通过双缝后的落点无法预测,故B错误; C、如果曝光时间足够长,底片上就会出现规则的干涉条纹,说明了大量光子表现为波动性,故C错误; D、光子到达的多的区域表现为亮条纹,而光子到达的少的区域表现为暗条纹,故D正确. 故选D.

山阳区13429601591: 光子与平面上的狭缝
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山阳区13429601591: 杨氏双缝实验中,在光强弱到只有一个光子通过的时候,一个光子为什么能同时经过两道缝,进行干涉??? -
淳养复方: 杨氏双缝实验中,在光强弱到只有一个光子通过的时候, 不会出现进干涉现象.不存在一个光子能同时经过两道缝 光的干涉是一种宏观现象.只有一个光子的光波,无法表现. ,

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淳养复方: 很多人认为光的波粒二象性符合下面一种状况: 光是粒子也是波,在任何情况下都表现出两种性质.在高中物理书中对光的波粒二象性的描述就是这样的状况.书上说:我们如何体验一种是粒子也是波的东西呢?我们不能.其实只要符合模型能描述...

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