科学|双缝干涉实验最新解释
【科学|双缝干涉实验最新解释】有人把电子双缝干涉实验被称为十大经典物理实验之首 , 众多物理学爱好者都对其做出了不同的解释 , 但都没有得到公认 。经过多年的探索 , 我们认为微观粒子的粒子模型及微观粒子与引力的作用是揭开电子双缝干涉实验之谜的正宗之法 。本章全文约1.5万字 , 认为三两句话就能解释清楚的慎入 。
(一)电子双缝干涉实验的神奇之处 。1974年 , 科学家在实验中将电子一粒一粒的发射出来并让它通过双缝 , 当第一个电子到达屏幕以后过一段时间再发射第二个电子 , 经过足够长时间之后屏幕上依然出现了干涉条纹 。波动理论认为电子双缝干涉条纹是电子间相互干涉的结果(即通过左缝的电子与同时通过右缝的电子间产生了干涉) , 如果是成对的电子同时通过双缝还好理解 , 但问题是电子发射源每次只发射一个电子屏幕上依然产生了干涉条纹 。那么单一电子在跟谁干涉呢?它到底通过哪条缝呢?
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为了搞清楚单个电子到底是从哪条缝经过的、电子有没有同时通过双缝 , 科学家在双缝后加了一个观测仪器 , 实验成功地观测到电子通过了左缝、右缝、左缝、右缝…… , 并且实验中发现同一时刻电子只通过一条缝 。但更神奇的事情发生了:不加装探测装置观测的时候 , 电子表现出波的特性(在屏幕上形成明暗相间的干涉条纹) , 而一旦加装探测装置电子就表现出粒子性(在屏幕上形成两条亮纹) 。为了排除光子对实验的影响 , 科学们又做出了一种既不影响电子、又能观测到电子的装置 , 这种观测仪器不发光、只接收光 , 但得到结果还是一样:不观测电子就表现出波动性、一旦观测电子就表现出粒子性 。在经历多次实验以后 , 科学家们普遍认同了这一观点:一旦我们观测电子就表现为粒子性 , 如果我们不观测电子就表现出波动性 , 于是有人提出人类的意识会影响最终的实验结果 。
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很多看书不认真的吃瓜群众对这个问题脑洞大开 , 任意发挥 , 认为一束光通过双缝后我们一旦对其观测形成的条纹也会发生变化 , 这实际上是对电子双缝实验的错误解读 。实际上光通过双缝后形成的干涉条纹基本不受外界影响 , 比如我们可以把通过双缝的光用透镜汇聚到屏幕上依然能够形成干涉条纹 , 甚至在水中也能够做光的双缝干涉实验 , 充分说明光子通过双缝后即使受到外界影响也能够形成干涉条纹 , 这一点是和电子双缝干涉实验完全不同的:电子通过双缝后只要受到扰动作用就会形成两条条纹(科学家认为两条条纹表现了粒子性 , 多条条纹则表现出波动性) 。
(二)光线弯曲是引力作用造成的 。通常情况下光总是沿着直线传播的 , 但是当光通过窄缝(或小孔)后会形成明暗相间的条纹(不连续的亮纹) , 人们把这种现象称为衍射现象 。光的衍射现象是指光在传播过程中遇到障碍物或小孔时偏离直线传播路径而绕到障碍物后面传播的现象 , 简单地说就是光线拐弯了 。
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上个世纪科学家就已经通过观测证实:从遥远星系发出的光经过太阳表面时会在引力作用下发生弯曲(引力透镜现象) , 说明光子确实会受到引力作用 , 太阳引力作用可以使光线偏离原来的运动轨迹;据此推理 , 既然引力作用可以使光线偏离原来的运动轨迹 , 由于窄缝两边是由物质实体组成的当然存在引力作用 , 所以光通过窄缝发生弯曲(偏转)这个观点至少在理论上是可行的 。
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