双缝干涉实验:极其恐怖 !!!
一、什么是双缝干涉实验?
双缝干涉实验
如图,最远处的一点是电子束源,中间的是有双缝的板,前面显示绿色的是显示板。双缝干涉实验大致讲的是一束电子束通过两条缝(双缝)后,观察通过两条缝后电子的分布情况。
二、实验结果
按照经典力学来看,电子在通过双缝后,双缝后面的显示屏应该只有两条亮线,并且这两条亮线中的任意一条线的位置和电子束源以及对应的双缝在一条直线上。然而最终的实验结果并不是这样,发现通过双缝后的电子呈现出了波形的分布特征,就像水通过两条缝后的衍射一样。
最恐怖的是,即使让电子一颗一颗的通过中间带有双缝的那个板,最后的实验结果居然跟电子束的实验情况是完全一样的。
三、量子力学解释
以上的实验结果在牛顿力学看来简直是不可思议的,这种感觉就像你平时吃的都是美食佳肴,然后突然有一天你发现了事情的真相,那就是吃的美食佳肴居然是狗屎 (这个比喻不太恰当),但对于那些坚信任何物体的运动都可以被预测的人来说,这个试验简直就是对他们的世界观,人生观和价值观的毁灭性打击,最后发现自己辛辛苦苦一辈子的研究成果到头来居然是不可预测,是上帝在掷骰子,那种感觉可以想象是多么的糟糕。
所以,双缝干涉实验不仅有力的撬动了经典力学的根基,也在量子力学的发展过程中增添了精彩的笔画,它也为我们重新认识这个世界提供了全新的甚至是颠覆性的视角,让我们更加深刻的理解我们这个曾经以为那么熟悉的世界。
量子力学认为万物都具有波粒二象性,即任何事物都具有波的特性也具有粒子的特性,电子自然也具有波粒二象性,双缝干涉实验就证明了电子具有波动性,所以从物质形态方面来看,可以说电子既是粒子又是波,或者也可以说电子既不是粒子也不是波,电子到底是以什么方式存在,决定在于我们以何种视角去观察电子,当用电子去击打原子时电子此时就是粒子,当在双缝干涉实验里观察时,电子便成了波。(这听起来有点唯心主义,但事实就是这样)。总之,波和粒子是电子存在的不同形式,我认为可以把粒子看做是浓缩在一团的波,波是一颗粒子散开的存在形态(最后总之这句话是我的一种对波和粒子的描述,教材没有这样写,但前面内容都是准确的)
所以这个实验是恐怖的,它对那些坚信万物都可以被预测的人来说是极其不友好的,但是对于敢于迎接新生事物的人来说是非常可爱的。
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