双缝实验说明什么,双缝实验为什么重要

时间:2020-07-14 08:38编辑:天文之最来源:世界之最(www.1357vip.com)当前位置:V眼看世界 > 天文之最 > 手机阅读

1807年,托马斯·杨在其关于自然哲学的讲义中描述了双狭缝实验。 将蜡烛放在有开孔的纸上,然后该蜡烛充当光源(来自某个点的光源)。 在纸后放另一张纸,并在第二张纸上切两个平行的缝。 从小孔发出的光穿过两个狭缝,然后投射到屏幕上,形成一系列明暗交替的纵向条纹,现在称为双狭缝干涉条纹。

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这是两百多年前的实验,17、18世纪主流物理界认为光是一种微粒,但对此持有怀疑态度的人越来越多,托马斯-杨做的这个实验无疑验证了光具有水波一样的波属性。

杨氏双缝干涉实验

好吧,托马斯杨的这个实验出现后,按照尊重客观规律的科学思维,关于光是什么的争论可以消停了:光是波,不是什么粒子。

但是,如果人类的探索仅仅停留于此,这不过就像是普通的验证性实验。因为无论光是粒子,还是波,都还在我们的理性思考范围之内,大部分人并不会因为“光是波”而惊掉下巴。声波、水波、红掌拨清波,好吧,见多了。

真正让双缝实验开始迷惑世人的是托马斯-杨之后一百年的在校研究生,23岁的杰弗里-泰勒。那时候爱因斯坦已经提出了光量子的假说,而杰弗里-泰勒恰恰是蓬蓬头爱因斯坦的信徒。有了“光粒子”的假设,如果将光的强度变弱,最后“弱”到接近于一个个“光子”发出来的程度,那样就不会有干涉了吧??

双缝实验说明了什么

后来科技发展,双缝实验的对象开始不止于光子,人们用电子做双缝实验照样发现了单个电子自干涉的现象。类似地,中子、原子、甚至更大的分子也会有这种自己和自己干涉的奇异量子行为。

当然说明我们对于这个世界的原有认知太狭隘了。受光的波粒二象性启发,德布罗意提出了物质波的理论,他指出一切微观粒子都有波粒二象性,我们在宏观世界当然无法想象为什么会有情况出现。正如我前面所述,这种既像波又像粒子的东西你一测量就坍缩成“粒子”了,好像“意识”起到了作用,这我们无法想象;一个实在的东西如何幻化成无数个自己,自己和自己发生干涉,我们无法想象;什么叫是以“概率”形式存在的实在,我们无法想象。

双缝实验为什么重要

当然是因为它实实在在地向我们展示了波粒二象性!可以说,这是后续量子力学以及许多物理概念名词(如物质波、塌缩、薛定谔方程等等)存在和发展的实验性根基!

它的原始实验思路很简单,但是向我们昭示的微观世界又是如此美妙,它就像是一扇神奇的门,连接了生活在宏观世界的我们和我们永远无法单独用肉眼观察的微观世界。那让人神往的干涉条纹在一明一暗之间仿佛勾勒出了色和空的界限,让人我们凡人难以参透又有无限遐想。

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