双缝实验利用演示光子进行实验,说明光是由粒子组成

发布时间:2019-08-13 20:22:48编辑:admin来源:www.jjcnc.com阅读数: 当前位置:久久探索网 > 世界之最 > 手机阅读

我们在研究量子力学时,常常会进行实验来解答自己的疑问。在这些实验之中,有一种实验叫做双缝实验,这个实验就是最典型的利用演示光子等微观类粒子来进行实验。其实,双缝实验就是一种让粒子可以通过两条路径或是两条中的一条然后回到末尾的实验。

一、双缝实验基础理论

双缝实验利用演示光子进行实验,说明光是由粒子组成

在双缝实验中,我们可以用光来替代粒子,将光照到一个细细的小缝中,将光引导到探测器上,那么探测器就会感知并且写出这个细缝的大小与形状。如果是利用单个缝隙的。探测器也会有显示,只不过显示出来只有缝隙的形状,因为光会被拓展开。

双缝实验利用演示光子进行实验,说明光是由粒子组成

一般来说,缝隙越小,光束被拓展的方向就越大。因为在纸上,光会凸显的格外明亮,这样反倒觉得旁边的光会比较的暗。那么我们假设的将光变成粒子,粒子穿过两个永不相交的直线细缝。那旁边的勘测器会显示出两个缝隙的样式,这个想法是成立的吗?

双缝实验利用演示光子进行实验,说明光是由粒子组成

这个想法是错误的。在勘测器的屏幕上,我们可以看见不只一条的光带,这个显示器上显示着无数条有规律的明暗交替的光带图案。这个实验是说明了,光也是一种振动波。可是后来又出现了一种言论是光电效应。这个实验则是说明了光是由粒子组成的。

双缝实验利用演示光子进行实验,说明光是由粒子组成

这些实验看起来都是互相矛盾的,所以就促使了物理学的研究人员需要将光的量子性质也加入实验考虑范围,而上述所提到的双缝实验,就成为了光与粒子的经典实验。因为双缝实验可以对于所有实验的结果提供给一个比较可靠的基础理论。

二、双缝实验基本原理

双缝实验利用演示光子进行实验,说明光是由粒子组成

光传播的基本原理与水波的性质很相似。就像是在水里扔下一个石头,水波从中心四散开了。在双缝实验中,我们在显示器上看到的清晰的条纹,是由于光的特性所产生的。因为光的波长相互增加,所以就有了明亮波纹,而暗色纹理,就是光波相互抵消所造成的。

三、双缝实验衍生实验

双缝实验利用演示光子进行实验,说明光是由粒子组成

双缝实验是所有光学实验的基础实验,所以有许许多多的实验是由双缝实验演变或是在各个基础上加工而来的。首先是单独粒子的干涉现象。我们利用单独粒子发射器来做双缝实验时会发现最多只有一个粒子会了出现在发射器与屏幕上,也就是说只有一个粒子通过缝隙。

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第二就是勘探路径信息的实验,我们在探测器上观察粒子时,会注意这个光是从那一个缝隙中出来的,继而可以得知这个粒子的路径信息,但是这个获取的代价是干涉的波纹会消失。后来,科研人员发现,只是读取部分信息,不但可以获取信息,还能维持住干涉波纹的存在。

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