量子力学|传说中的双缝实验,曾让科学家疑惑不解,只有量子力学能够解释


量子力学|传说中的双缝实验,曾让科学家疑惑不解,只有量子力学能够解释
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量子力学|传说中的双缝实验,曾让科学家疑惑不解,只有量子力学能够解释
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在人类科学发展的过程中 , 有些实验结果跟科学家的预想完全不同 , 甚至还得不到合理的解释 。 这些实验启发着人类开辟新的科学领域 。 ——双缝实验 , 就是量子力学发展初期人类科学家进行的一次著名实验 。
早在1807年 , 英国物理学家托马斯就主导了这一实验 , 由于受到时代的限制 , 托马斯把双缝实验的结果解释为光的波动性 。 一直到一个世纪以后 , 量子力学诞生 , 人类才对双缝实验有了更加科学合理的解释 。 人类对光的科学认知 , 起步于牛顿的光学理论 , 牛顿认为光是粒子状态 , 并对一些常见的光现象进行了解释 。
到了1807年 , 托马斯用双缝实验 , 证明了光不是粒子 , 而是一种波 。 双缝实验证明了光线的干涉现象 , 而只有波才会有这样的特征 。 双缝实验的原理并不复杂 , 将一束单色光纤通过一个狭窄的缝隙之后 , 再设计两条缝隙 , 让光线从中穿过 , 这束光就会在两条缝隙后面的光幕上出现“干涉条纹” 。 这种干涉现象的出现 , 不但适用于光线 , 还适用于光子和电子 。
如果光是一种粒子的话 , 那双缝实验的结果应该是两条分开的光纹 , 但双缝实验告诉我们光可以进行干涉现象 , 光子同时穿过了两条缝隙 , 而这不是单个粒子可以实现的 。 你无法知道光子到底穿过了那条缝 , 一旦对实验流程进行监控 , 光的干涉现象就会立刻消失 。
然而 , 随着量子力学的发展 , 双缝实验才有了相对科学的解释 。 光不仅仅是一种波 , 它也是一种粒子 。 这就是量子力学中著名的光的“波粒二象性” 。 就好像薛定谔的量子实验中 , 这只猫的死活就是两条缝隙 , 你无法确定最后的结果 。 人类在观察到光电效应和黑体辐射现象之后 , 量子力学才重新将光的粒子形态加以重视 。
【量子力学|传说中的双缝实验,曾让科学家疑惑不解,只有量子力学能够解释】双缝实验是量子力学最深原理的呈现 , 因而颇为受到科学家们的关注 。 大家怎么看?