双缝实验到底是什么意思,谁能简单的给我阐述一下?
双缝实验是一种演示光子或电子等等微观物体的波动性与粒子性的实验。也是一种“双路径实验”。在这种广义的实验里,微观物体可以同时通过两条路径或通过其中任意一条路径,从初始点抵达最终点。这两条路径的程差促使描述微观物体物理行为的量子态发生相移,因此产生干涉现象。
1961年,蒂宾根大学的克劳斯·约恩松(Claus Jönsson)创先地用双缝实验来检试电子的物理行为,他发现电子也会发生干涉现象。1974年,皮尔·梅利(Pier Merli) ,在米兰大学的物理实验室里,成功的将电子一粒一粒的发射出来。
在探测屏上,他也明确地观察到干涉现象。2002年9月,约恩松的双缝实验,被《Physics World》杂志的读者,选为最美丽的物理实验。
扩展资料:
在双缝实验里,不论是电子、中子或是任何其它量子尺寸的粒子,粒子抵达探测屏的位置的概率分布具有高度的决定性。量子力学可以精确地预测粒子抵达探测屏任意位置的概率密度,可是,量子力学无法预测,在什么时刻,在探测屏的什么位置,会有一个粒子抵达。
这无可争议的结果,是经过多次重复地实验而得到的。这结果给予了科学家极大的困惑,因为无法预测粒子的抵达位置,这意味着没有任何缘由而发生的粒子的抵达事件。很多物理学者非常不愿意接受的这种事实。
尽管量子力学可以正确地预测实验结果,量子力学不能解释为什么会发生这类现象,为什么粒子似乎可以同时通过两条狭缝?阿尔伯特·爱因斯坦认为,从这里可以推论量子力学并不完备,一个完备的理论必须对这些难题给出满意解释。
尼尔斯·玻尔反驳,这正好显示出量子力学的优点,量子力学不会用不恰当的经典概念来解释这种量子现象,如果必要,量子力学可以寻找与应用新的概念来解释这些难题。
参考资料:百度百科-双缝实验
在量子力学里,双缝实验(double-slit experiment)是一种演示光子或电子等等微观物体的波动性与粒子性的实验。双缝实验是一种“双路径实验”。
在这种更广义的实验里,微观物体可以同时通过两条路径或通过其中任意一条路径,从初始点抵达最终点。这两条路径的程差促使描述微观物体物理行为的量子态发生相移,因此产生干涉现象。
另一种常见的双路径实验是马赫-曾德尔干涉仪实验。
简单解释:
每个光子必须决定要穿过的是哪一条缝隙,而光子本身无法分成两半后再拼接起来,这么说来只要有两个以上的光子,理论上出现干涉条纹就应该不是问题了。
例如,将两个光子分别射入挡板的两条缝隙,理论上它们就会在缝隙后进行干涉,最后形成干涉条纹。
而每个光子都在前面屏幕上的特定位置都能被检测到,它们的能量都传递在一个点上,所以都能表现出特定位置的粒子性。
在实验每次只发射一个光子时,不断发射多次后,前面的干涉条纹依然会出现。
原因:
实验中,我们知道的是,不断发射的光子都不会知道它们前后的光子落点会在哪里。但是好像每个光子都知道它们落点最可能会在哪个区域,或者更像是它们都知道穿过两条缝隙会产生干涉条纹,所以它们才根据这个选择屏幕上的落点。
不断发射单个电子,同样也能在屏幕上产生干涉条纹。甚至后来用到了整个分子,同样能观察到干涉条纹。还有其它的大分子,结果显示它们都能在特定条件下观察到双缝干涉条纹产生。
到这里,物理学家们不得不承认,不管是光子,电子,还是分子等,它们好似都是以某种波穿过了两个缝隙,然后它们又和自己干涉形成干涉条纹。
只不过在单粒子双缝实验中,图形的峰值显示了粒子更有可能出现的区域,它们看起来像一个可能的不确定自己位置的波。但是又由于某种原因,它们在某些地方又选择了一个确定的位置,所以就产生了干涉条纹。
扩展资料
对实验的诠释:
哥本哈根诠释
哥本哈根诠释为许多先驱量子力学学者的共识。哥本哈根诠释明确地阐明,数学公式和精确实验给出很多关于原子尺寸的知识,任何大胆假设都不应该超越这些知识范围。
概率波是一种能够预测某些实验结果的数学构造。它的数学形式类似物理波动的描述。概率波的概率幅,取其绝对值平方,则可得到可观测的微观物理现象发生的概率。
应用概率波的概念于双缝实验,物理学家可以计算出微观物体抵达探测屏任意位置的概率。
除了光子的发射时间与抵达探测屏时间以外,在这两个时间之间任何其它时间,光子的位置都无法被确定;为了要确定光子的位置,必须以某种方式探测它。
可是,一旦探测到光子的位置,光子的量子态也会被改变,干涉图样也因此会被影响;所以,在发射时间与抵达探测屏时间之间,光子的位置完全不能被确定。
一个光子,从被太阳发射出来的时间,到抵达观察者的视网膜,引起视网膜的反应的时间,在这两个时间之间,观察者完全不知道,发生了什么关于光子的事。
或许这论点并不会很令人惊讶;可是,从双缝实验可以推论出一个很值得注意的结果;假若,用探测器来探测光子会经过两条狭缝中的那一条狭缝,则原本的干涉图样会消失不见。
假若又将这探测器所测得路径信息摧毁,则干涉图样又会重现于探测屏,这引人思维的现象将双缝实验的程序与结果奥妙地连结在一起。
参考资料:百度百科——双缝实验
在量子力学里,双缝实验(double-slit experiment)是一个测试量子物体像光或电子等等的波动性质与粒子性质的实验。双缝实验所需的基本仪器设置很简单。拿光的双缝实验来说,照射相干光束于一块内部刻出两条狭缝的不透明挡板。在挡板的后面,摆设了照相底片或某种侦测屏,用来纪录通过狭缝的光波的数据。从这些数据,可以了解光束的物理性质。光束的波动性质使得通过两条狭缝的光束互相干涉,造成了显示于侦测屏的明亮条纹和黑暗条纹,这就是双缝实验著名的干涉图案。可是,实验者又发觉,光束总是以一颗颗粒子的形式抵达侦测屏。 [1]
双缝实验也可以用来检试像电子一类粒子的物理行为,虽然使用的仪器不同,都会得到类似的结果,显示出波粒二象性。