不可思議的電子雙縫實驗

2021-02-15 奇聞異事怪論

高中物理告訴我們，當粒子穿過雙縫時，後面的屏幕上留下兩條與雙縫對應的亮紋；當波穿過雙縫時，在屏幕上出現的就是多條明暗相間的幹涉條紋。

10048-上面是粒子穿過雙縫，下面是波穿過雙縫

1801年，託馬斯.揚實現了光的雙縫幹涉實驗，再次引發了光的本質究竟是粒子還是波的爭論。最後統一於「波粒二象性」，即光同時具有波動性和粒子性。

1961年，蒂賓根大學的克勞斯•約恩松突發奇想，用電子來進行雙縫幹涉實驗。，為了避免電子相互碰撞，他使用發射器將電子一個一個發出，結果在雙縫後面的屏幕上卻留下了一條條明暗相間的幹涉條紋。顯然電子也具有波粒二象性。

 

1974年，米蘭大學的梅裡教授又突發奇想，他老想看看電子到底是怎樣通過雙縫的，於是，他在雙縫的入口安裝了高精度的監視器，可以清晰地看清電子的出入。準備完成後，他仍然通過發射器將電子一個一個發出。屏幕上的一條條幹涉條紋不見了，只剩下了兩條亮紋，而且通過監視器可以清晰地看到電子如粒子般一個個通過雙縫，在屏幕上形成兩條亮紋。當他將監視器關閉，屏幕上又出現一條條幹涉條紋。再將監控打開，條紋又消失了；……如此往復。電子就好像有了意識一樣，和人玩起了躲貓貓，總之，不讓你看到幹涉情況下的行為。

按照量子力學主流的哥本哈根解釋，在雙縫幹涉實驗中，電子本身是既是粒子，又是波，即波粒二象的疊加態。當人們觀測雙縫時時，電子的疊加態便因此而坍縮，在屏幕上幹涉條紋也就消失了。觀測是人的一種意識行為。這似乎告訴我們：意識決定了物質的確定狀態。意識是物質世界的基礎！

不可思議吧——因為你還沒有徹底拋棄「物質決定意識」的老調調！

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    對此，該說法的支持者認為，不可思議的「電子雙縫實驗」，就暗示了整個世界都是虛擬的。我們先簡單了解一下「電子雙縫實驗」，該實驗的結果顯示，單個電子在穿過雙縫時的表現非常詭異，當存在觀測者的時候，單個電子會以粒子的形式隨機地穿過其中的一條縫，而沒有觀測者的時候，單個電子則會以波的形式同時穿過兩條縫，並與自己發生幹涉。
  • 不可思議的雙縫幹涉實驗——未來可以改變過去
    接下來我將會用量子力學中最不可思議的一個實驗去展示量子力學的神秘之處和科學家無可奈何的解釋（或許這個不可思議的解釋就是正解），正因為不可思議所以大家不喜勿噴，理性探討。不久就有科學家用光來替代水做楊氏雙縫實驗，結果發現光也會有亮暗相間的幹涉條紋，基本能確定光是屬於一種波了。到此時此刻，雙縫幹涉實驗還是很正常的，直到實驗器材的更新換代，雙縫實驗的結果就出現了變化。
  • 「毛骨悚然」的電子雙縫實驗
    之所以說電子雙縫幹涉實驗令人「毛骨悚然」，是因為電子雙縫幹涉實驗中出現的奇怪現象徹底顛覆了人類以往的認知。
  • 為什麼說「電子雙縫幹涉實驗」令人感到「毛骨悚然」?
    本文參加百家號科學#了不起的基礎科學#系列徵文我們常常聽到有人說，在量子力學的相關實驗中，「電子雙縫幹涉實驗」令人感到「毛骨悚然」，那麼為什麼人們會這麼說呢？今天我們就來簡單地介紹一下。其實電子雙縫幹涉實驗本身並不令人「毛骨悚然」，它只是量子力學中一種演示電子的「波粒二象性」的實驗。
  • 詭異的電子雙縫實驗
    電子雙縫實驗，可以說是量子物理學中，最令人不解的一個實驗。以至於很多物理學家，都懷疑量子力學。量子力學到底是完備的，還是不完備的。爭論一直持續到現在。談到電子雙縫實驗我們就不得不說說雙縫實驗如下圖：把一支蠟燭放在一張開了一個小孔的紙前面，這樣就形成了一個點光源（從一個點發出的光源）。現在在紙後面再放一張紙，不同的是第二張紙上開了兩道平行的狹縫。
  • 電子雙縫幹涉實驗證偽
    我想到了一個驗證電子雙縫幹涉實驗真偽的辦法，可惜沒有設備。具體方案如下：做兩次電子雙縫幹涉實驗，其它條件保持一致，雙縫到接收屏的距離改變一下。如果兩次實驗幹涉條紋的間距與雙縫到接收屏的距離成正比，則電子是粒子不是波。
  • 雙縫實驗中，電子是怎樣通過雙縫的呢？
    最近幾天，老郭正在動手DIY一個「乞丐版」的光學幹涉儀，準備錄製一些實驗視頻。在測量狹縫到接收屏的距離的時候，突然想到了一個有趣的問題：電子的雙縫幹涉實驗現象與光的雙縫幹涉實驗現象類似，但電子是怎樣通過雙縫的呢？
  • 雙縫實驗中,電子是怎樣通過雙縫的呢?
    最近幾天，老郭正在動手DIY一個「乞丐版」的光學幹涉儀，準備錄製一些實驗視頻。在測量狹縫到接收屏的距離的時候，突然想到了一個有趣的問題：電子的雙縫幹涉實驗現象與光的雙縫幹涉實驗現象類似，但電子是怎樣通過雙縫的呢？電子究竟是粒子還是波？
  • 令人毛骨悚然的電子雙縫幹涉實驗
    這其中具有標誌性和裡程碑意義的一件事就是電子的雙縫幹涉實驗。1907年，託馬斯.揚實現了光的雙縫幹涉實驗，再次引發了光的本質究竟是粒子還是波的爭論，但此時的爭論仍局限在經典物理的範疇內。1961年，蒂賓根大學的克勞斯·約恩松不知道哪根筋搭錯了突發奇想用電子來進行雙縫幹涉實驗，從而打開了量子領域的一個潘多拉盒子。
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  • 「科學怪談」匪夷所思的電子雙縫幹涉實驗
    也被一些學者認為是「最令人毛骨悚然的科學實驗之一」。這就是「電子雙縫幹涉實驗」。想要完全解釋這個電子雙縫幹涉實驗，其實很燒腦，為了方便大家理解，筆者就用最簡潔的語言來為大家詳細解讀這個實驗。隨著量子物理的誕生，粒子世界被知曉，物理學家們突發奇想，把光的雙縫幹涉實驗由光粒子變成了電子，重複這這個實驗。物理學家使用電子發射源發射電子束從前木板的雙縫小孔中射入，讓電子概率性的穿過孔後的雙縫板，最後落入到後面的屏幕上，屏幕上有可以顯示電子最終位置的探測器，實驗方式其實和光的雙縫幹涉實驗差不多。
  • 電子雙縫幹涉實驗,是1顆電子同時穿越2條縫
    如果能夠成功的把電子放到陷阱裡面，證明電子的直徑比陷阱的直徑要小。著名實驗物理學家丁肇中教授的實驗結果表明，電子可以被放在能夠找到的任意小的能量陷阱之內。目前的實驗精度為10的-22次方米。所以對於電子的性質，我們只能做如下描述：量子力學裡面需要一個體積是0的電子，而實驗結果表明，在人類的探測精度範圍內，電子的體積趨向於無窮小。
  • 用雙縫實驗來檢測電子的物理行為
    使用雙縫實驗與各種不同衍生的變版來檢試單獨粒子的物理行為，這方法已成為經典的思想實驗，因為它能夠清楚地探討量子力學的核心謎題，它演示出對於實驗結果的理論預測能力所不可避免的基礎極限。從決定是否探測雙縫實驗的路徑，他可以決定哪種性質成為物理實驗。假若他選擇不裝置探測器，則幹涉圖樣會成為物理實驗；假若他選擇裝置探測器，則路徑信息會成為物理實在。然而，更重要地，對於成為物理實在的世界裡的任何特定元素，觀察者不具有任何影響。具體而言，雖然他能夠選擇探測路徑信息，他並無法改變光子通過的狹縫是左狹縫還是右狹縫，他只能從實驗數據得知這結果。
  • 深層解讀電子雙縫幹涉實驗,對實驗的誤解到底為止!
    圖8 電子雙縫衍射實驗示意圖3.1、單電子雙狹縫衍射實驗如果前面的推理正確，那麼實驗時，一次只射出一個電子，就應該不會再發生幹涉現象。圖9 泰勒單光子雙縫實驗中產生的幹涉條紋3.2、單電子雙狹縫延遲衍射實驗在前面的單電子雙縫衍射實驗中，整個裝置是放在屏蔽外界電磁場影響的真空裝置內的
  • 驅散量子迷霧，電子雙縫衍射實驗，看「民科」的正確解讀
    於是，基於以上的規則，所謂的電子雙縫衍射實驗，就很容易理解了！1.先談談運動著的電子，運動的電子，可不是電子單獨在運動，而是裹脅著它自己在周圍產生的電磁場一起運動。形象地說，是電子在自身的電磁場以及周圍的其它場中漂浮，運動；2.在單個電子雙縫衍射實驗中，單個的電子只需通過一條縫，同時，該電子在其周圍產生的電磁場通過了另外一條縫，經過兩條縫的電磁場具有同樣的頻率，於是在屏幕上產生幹涉條紋。 所以電子雙縫衍射實驗，根本就不需要兩個電子同時經過雙縫！
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    雙縫實驗Image byKarin HenselerfromPixabay 摘要：雙縫幹涉實驗的結果挑戰了科學的世界觀：物質決定意識。