先看一下双缝干涉实验,最开始的双缝干涉实验证实了光具有波动性,对牛顿时代光的粒子性提出了挑战。关于光是波还是粒子的争论,曾经持续了一个多世纪之久。这场旷世争论加深了人们对光的本质(波粒二象性)的认识,并最终催发了量子力学的诞生。
近现代人们对电子的双缝干涉实验证实了,像电子这样人们传统认为是粒子的客体也具有波动的特性,即电子也具有波粒二象性。更一般地,微观粒子普遍地都具有波粒二象性。因此,近现代的双缝干涉实验也加深了人们对物质波的认识。
1801年,英国物理学家托马斯.杨进行了有名的双缝干涉实验,他让一束点光源的光通过一个双缝,然后在双缝后面的光屏上面观察到了干涉条纹,这是由于光具有波动性,光通过双缝到达显示屏上时由于走过的路程不同,从而产生相位的相长或相消。因此产生了明暗相间的干涉条纹。
托马斯.杨的双缝实验之后过了一个多世纪,量子力学有所发展之后,人们对微观粒子有了更深刻的认识,即所有微观粒子都具有波粒二象性。为了在实验上验证电子的波动性,1961年物理学家做了电子的双缝实验,发现了电子的干涉条纹,从而证明了电子具有波动性。之后一系列的实验又证明了其他粒子,质子、中子等也可以观察到干涉条纹,也具有波动性。电子的双缝干涉实验是直接验证量子理论的经典实验之一。
惠勒延迟选择实验
与双缝干涉的一般的惊人实验,小编推荐一个 - 惠勒延迟选择实验。
惠勒延迟选择实验是由爱因斯坦的同事约翰·惠勒提出的,在1979年为纪念爱因斯坦诞辰100周年而在普林斯顿召开了一场讨论会,会上约翰·惠勒提出了“延迟实验”的构想,惠勒通过一个戏剧化的思维实验指出,对电子的双缝干涉进行了进一步思考,并指出可以“延迟”电子的决定,使得它在已经实际通过了双缝屏幕之后,再来选择究竟是通过了一条缝还是两条。
先上图看一下吧
惠勒延迟选择实验可以说是一个升级版的干涉实验。全反射镜就不说,就是镜子,半透镜大家应该都见过,就可以理解为初中课堂上的那个平面镜成像的那个,微观层面上讲,可以认为一半光子能通过一把半光子被反射,也就是一半会走bc一半会走ac,然后再放一个半透镜呢?那么ac和bc又重新交织到一起了,但是会射向两个完全不同的接收器(这段话我可能讲不太明白,注意多看几次,非常重要,最好联系上图)那么一路会发生干涉相长,一路会发生干涉相消(简单就是说一路干涉条纹变强,另一个会消失)
走BC路径的光会发生干涉相消,而走AC路径的光会发生干涉相长,所以最后只有AC路径上的接收器会接收到光信号,而BC路径上的接收器不会接收到光信号。这意味着光子同时走了两条路径,光子自身与自身发生了干涉,这个现象类似于题主的双缝实验,那延迟选择实验呢,是在光过了全反射镜之后,快速插上半反射镜,结果和上次一样,仍是有一路收不到。
也就意味着,后面插反射镜的行为,影响到了之前光子的行动,如果前面没看懂,就简单地理解为,这个实验可以让后边的事情,去影响之前发生的事!
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