德尔塔 为什么说双缝干涉实验可怕?普通中学实验,到底蕴含什么秘密?


德尔塔 为什么说双缝干涉实验可怕?普通中学实验,到底蕴含什么秘密?
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【德尔塔|为什么说双缝干涉实验可怕?普通中学实验,到底蕴含什么秘密?】
德尔塔 为什么说双缝干涉实验可怕?普通中学实验,到底蕴含什么秘密?
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想必很多人在中学时期 , 都曾接触过很多有意思都物理实验 , 虽然有些物理实验在当时看上去并没有什么 , 但是如果回过头来往深了考虑 。 这些实验中隐藏的“玄机” , 远比我们想象中都更多 。
其中 , 著名的电子双缝干涉实验就是最为典型的一个例子 , 甚至说 , 这个实验的存在 , 还让无数科学家莫名感到诡异!为什么会这么说呢?电子双缝干涉实验的诡异之处 , 到底又在哪呢?
中学时期 , 我们所了解到的双缝干涉实验 , 是最基础的“光的波粒二象性”实验 。 实验内容是将平行的单色光 , 投射到一个拥有两条距离相近的狭缝的挡板上 , 当平行的单色光照射在挡板上时 , 我们便会发现一个神奇的现象 。 透过两条狭缝的光源 , 此时会因为相互之间的干涉 , 而相互叠加变成数条平行的光 。 这也就是我们所说的双缝干涉现象了 。
这个实验证实了光是具有波动性的 , 而这项简单实验的物理学原理则是波的干涉 。 为了让大家对波的干涉有一个更好的理解 , 在这里 , 我们举个生活中类似的最常见的例子 , 如果我们在平静的水面上 , 同时投下两块石头 , 两块石头激起的涟漪 , 在相互碰到之后 , 也会因为彼此之间的干涉 , 而相互叠加变成更多微小的涟漪 。
看到这里 , 似乎我们并不能从电子双缝干涉实验里 , 察觉出什么异常 , 这就是一个简简单单的物理实验而已 。 起初 , 进行此项实验的科学家也同样如此 , 觉得这项实验并不存在什么特殊的地方 , 但是随着实验的不断深入 , 诡异的现象的却发生了 。 这到底是怎么回事呢?
通过简单的双缝干涉实验 , 科学家证实了光是具有波动性的 , 而再将这样的结论推广开来 , 则可以得知不仅光是具有波动性的 , 就连微观世界的质子、电子和其它基本粒子 , 也同样都是具有这种特性的 , 它们既是一种粒子也是一种波 。
而为了对微观世界粒子的这种特性进行验证 , 科学家则又选定了更容易观察的电子 , 来进行更进一步的实验 , 而这一实验也就是开始提到的 , 著名的电子双缝干涉实验了 。
跟普通的双缝干涉实验一样 , 科学家用电子束射向挡板后 , 后面同样出现了若干条干涉条纹 。 出现这一现象的原因 , 可能是若干电子之间但互相干涉所致 。 但是 , 当科学家采用单个电子射向挡板时 , 这项实验却也依然得到了相同的结果 。 对此 , 科学家的解释是 , 电子跟光一样 , 同样也具有波粒二象性的特征 , 所以实验中发出的单个电子 , 是以波的形式同时穿过了双缝 , 自己和自己干涉后 , 才形成了屏幕上的两条不同的条纹 。
出于好奇电子是如何同时穿过的双缝 , 科学家于是决定用探测器 , 对它穿过双缝的过程进行更进一步的观察 。 然而 , 在观察的过程中 , 诡异的事情却发生了 。
原本应该穿过双缝 , 在屏幕上形成两条条纹的电子 , 在有探测器的观测的条件下 , 竟然意外的只穿过了一条缝 , 而屏幕上也仅能看到一条条纹 。 起初他还以为 , 可能是实验器材出现了故障 , 但经过了多次的重复实验之后 , 却发现并不是实验器材的问题 。
问题的本身 , 其实出在电子的身上 , 它就像拥有了自己的“意识”一样 , 只要发现被观察了 , 便不会通过双缝 , 而只要不被观察 , 则又会通过双缝!如此诡异的实验结果 , 无疑让科学家大跌眼镜 。 那么 , 为什么会出现这样的现象呢?
事实上 , 这个问题又回到了薛定谔那只“死了又活着的猫”上 , 我们只要不去打开容器 , 这只猫就有一半活着的概率 , 但是我们只要一打开容器 , 里面的猫必然会立刻死去 。 要想确定它究竟是死的还是活的 , 可能最好的办法就是等上一段时间 , 确定它已经被饿死后 , 再去定义它的死活了 。

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