為什麼現在沒有人把電子雙狹縫實驗做個視頻演示呢?

今天跟小夥伴們聊一下，電子雙狹縫衍射實驗這個話題。可能會有很多小夥伴都很好奇，這個著名的實驗，那麼多人做過，又是量子力學的基礎性實驗。網上關於這個實驗的說法很多，為什麼就沒有人錄一個實驗視頻放上來共大家觀看呢？

其實這裡的奧妙很簡單，那就是實驗過程根本無法錄製成視頻。由於老郭也是物理系畢業的，雖然後來沒幹專業，但是這類實驗還是了解的。我們首先來看一下實驗準備。可能有的小夥伴會問，這麼簡單的實驗有啥好準備的。其實您錯了，這個實驗要準備的地方非常多，這是一個非常精細的實驗。

一、電子源準備

這個實驗需要運動的電子來穿過雙縫。而我們根據物質波的公式可以知道，電子的波長跟入射電子的動能是成正比關係，在速度遠低於光速的情況下，與電子速度的平方成正比。所以，我們實際上就需要一臺電子加速器。

二、雙狹縫準備

可能有不了解的小夥伴再次好奇，雙狹縫有什麼可準備的。其實，這是實驗中的一個難點，甚至有可能是決定實驗成敗的一個關鍵設備。這是因為，電子的波長很短，跟X射線的波長差不多。所以製作這個雙狹縫的材料就需要有說法，得等造得出來跟電子波長接近的狹縫，同時還要控制兩個狹縫之間的距離，這個材料還不會被其它的電子轟碎。難度是很大的。

三、接收屏

需要用特殊材料，因為電子的波長很短，所以，形成的條帶間距也很狹窄，所以我們要把接收屏和狹縫的間距放得遠一點，才能分辨得出來。差點忘了說了，這不能是普通得相紙，必須是能讓電子成像的相紙。為了精確，一般這種都是玻璃底片。

四、抽真空

我們要把所有的實驗設備，都放到一個真空環境當中。否則，電子流，也就是貝塔射線流其實在空氣中的穿透能力很弱。如果真空度不夠，我們根本看不到衍射條紋。我以前做阿發粒子實驗的時候，我那臺老的真空泵要工作三天，然後還有油汙染影響我的實驗結果。

五、冷卻

如果是實驗精度要求非常高的，諾貝爾級別的實驗，比如單電子雙狹縫衍射，還需要進一步製造真空環境，怎麼辦呢，必須冷卻。把整個系統中的溫度降到接近絕對零度，這樣游離的氣體粒子就少了。

六、雷射測量

如果是單電子衍射實驗，用接收屏根本什麼都看不見，只能是用雷射，然後觀察光子的運動改變來判斷電子的路徑。我寫這個，主要是想說，其實根本沒辦法錄像。全程都是看不見的。怎麼錄呢？

總結一下

電子的雙狹縫衍射實驗，看起來簡單，但做起來十分複雜。單電子雙狹縫衍射實驗的難度，不會比LIGO引力波探測器簡單多少。這是一個全程無法拍照的過程，因為可見光的進入，已經會影響到電子的路徑了，所以沒法拍攝，我們自然也就不會在網上看到這個實驗的視頻了。

網上傳的1974年有一位科學家做了一個用高速攝像機去拍攝電子通過哪條狹縫的實驗，說是觀測影響了電子的行為，這是純扯淡。即使是今天，有沒有能小到X射線波長尺度的攝像機呢？還弄出來一個什麼細思極恐的雙縫實驗，就是騙人的。電子位置的測量，只能通過接收屏或者是雷射，而雷射祛測量，就會產生擾動，從而影響測量結果，就這麼簡單。電子路徑的逆推，是通過在接收屏上顏色條紋位置的測量，然後通過計算逆推得到的。

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