在光的单双缝干涉涉中当光互相干涉时才检测不干涉就不检测,实验结果会是什么样,以前有没有做过这样的实验?

有哪些实验现象表明光具有波动性?试导出杨氏单双缝干涉涉实验中明纹和暗纹的条件,并对
将光源减到很弱弱到每次只有┅个光子打到胶片上,如果在双缝上安装探测装置我们能知道光子穿过哪道狭缝吗?探测装置是显示每次光子只通过其中一条狭缝还昰显示一个光子同时通过... 将光源减到很弱,弱到每次只有一个光子打到胶片上如果在双缝上安装探测装置,我们能知道光子穿过哪道狭縫吗探测装置是显示每次光子只通过其中一条狭缝,还是显示一个光子同时通过两条狭缝不过这样一来,单双缝干涉涉条纹会消失吗
就算弱到每次只有一个光子,长期累积起来的图像也是有干涉条纹的

只有在一个装置中无法在物理上互相区分的状态才能干涉

只要实驗不提供区分的可能性,便有干涉,但如果实验提供可能,甚至不必放探测器去实测,干涉就消失了

所以只要你试图去做探测光子从哪条狭缝通过這件事情,干涉条纹就会无情地消失

探测当然是显示每次的那个光子是否通过某个孔,光子不会分成两个,这件事情86年似乎有人用腔量子电动力學的方法实现过

如果光弱到每次只有一个光子的话,波动性就会几乎完全消失也就是说无法形成干涉条纹。

至于探测的话如果只探测┅边,那么每次都能探测到光子(每次光子都通过左边或者右边)增加试验次数可以得出,每次光子通过一边的概率为100%

如果同时探測两边,就会随即探测到光子只通过一边的缝隙增加实验次数可以得出光子通过左边或者右边的概率各位50%。

实际上两种试验的结果是矛盾的这正是量子力学的不确定性。或者说客观物体的状态取决于主观观测。

补充:如果每次只有一个光子,长期积累后不会有干涉条纹

光子是不可能同时通过两条狭缝的。

单双缝干涉涉中离子打在探测仪器上的位置是随即的(当然是一定范围内)

你所看到的仅僅是多个光子重叠起来的效果。。

如果你能保证一次只进来一个光子,这个条纹就没有了。。

光具有波粒二象性不能将波粒二潒分割开来

如果你说单双缝干涉涉,那是指波动性说一个光子,即粒子性

单双缝干涉涉条纹是相干光源通过双缝时产生的现象只有一個光子,没有了波怎么会有单双缝干涉涉条纹呢

而且一个光子,你射向左它就从左面的缝穿过,你射向右它就从右面的缝穿过那么雙缝装置也就没有意义了

物理学史上最奇怪的实验结果之┅:单粒子双缝实验这是对与我们宏观世界截然不同地量子世界的一种奇怪现象,它表明了现实的本质可能完全不是物质的会颠覆我們常人所熟悉的世界。

要理解单粒子双缝实验我们要先理解这个橡皮球

就像一个橡皮球把它丢进水里它会不断上下摆动,激起一层层涟漪向周围散开去经过一段距离后碰上一块有两条缝隙的挡板,你能预测的是大部分波纹都被挡在挡板前了,只有经过两条缝的波纹才能穿过去而在挡板后面你就能看见两条波纹开始相互叠加,这就叫做干涉图

原因在于,从两缝隙出来的波纹它们两的波峰相互叠加,形成更强的波峰同时它们的波谷也会两两叠加,形成更低的波谷物理学家就把这种现象叫做“相长干涉”。

但是当它们的波峰与波穀相遇时就会互相抵消齐平物理学家把这个现象称为“相消干涉”。

根据这种情况物理学家推测:只要它是波,那么任何类型的波经過双缝都应产生类似的干涉图比如说我们所熟悉的水波,声波还有电磁波(光也在内)如果要证明某种物质,只要做一个实验让它产苼干涉图就可以了反之则是粒子。

现在与水波类似的是光

同样的当一束光穿过挡板上的两条缝隙后也会产生干涉图案,历史上首次观察到这个现象的则是托马斯·杨,它在1801年就做了一个单双缝干涉涉实验

当然我们所熟悉光同样也是电磁场中的一种波,这就要归功于一個世纪之后的麦克斯韦所以干涉条纹的出现再合理不过了,没错吧

波产生干涉条纹已经很清楚了,但是物理学家将单个光子向挡板缝隙依次发射过去后同样产生了干涉图!这下让所有物理学家们都坐不住了,这明明是单个光子通过两条缝隙的其中一条所形成的图案呮会在后方形成两道条纹,而不会形成干涉条纹但是后面的干涉图颠覆了所有人的认知。

实验真真切切的摆在他们眼前单粒子通过双縫同样会产生干涉条纹,所以物理学家不得不在实验面前低头这就有了后来在我们课本上所描述的:光具有波粒二象性(既是波,也是粒子)

如果你想问为什么但是我所能告诉你的答案是:不知道,但物理学家有多种量子力学阐释都想解决这个疑惑现今也有很多物理學家支持哥本哈根阐释,如果你觉得双缝实验够奇怪了那就请您等下篇更为奇怪的哥本哈根阐释

不否认量子延迟选择实验的结果,确实让人觉得不可思议;但这仅限于正统量子力学下的解释可是目前,我们除了接受正统解释之外别无他法。

基础知识:单双缝幹涉涉实验

延迟选择实验被解读为“未来改变现在”也就是“因果关系”被颠倒,至于这个理解对不对或许不同的人有不一样的见解,就让我们来深入看看这个实验中究竟是如何颠倒因果的吧!

量子单双缝干涉涉实验,已经颠覆了我们的世界观量子力学的正统解释(即哥本哈根诠释)为粒子同时穿过了两条缝,然后在屏幕上进行自我干涉这是波动学说的解释,当然你也可以从粒子学说的角度用鈈确定性原理来解释。

之所以先谈单双缝干涉涉实验是因为双缝实验中,包含了量子力学的精髓如果你没有接受和理解双缝实验,那麼对于量子延迟选择实验是不可能看懂的。

在1979年普林斯顿大学纪念爱因斯坦诞辰100周年,物理学家约翰·惠勒在会议上首次提出“量子延迟选择实验”,震惊了科学界。

延迟选择实验本质上是双缝实验的延伸,但是得到的结论却让科学家为难了。

(1)利用半镀银的反射镜(反射50%的光线和透过50%的光线)来代替双缝如上图所示,光子有50%的概率透过反射镜或者被反射这个概率完全取决于量子随机;

(2)嘫后我们在两条路径上均放置一块全反射镜,再汇集到一起进行光子检测;

(3)我们可以精确安排光子的波长和相位,还有路径的光程使得透过和反射的光,在检测屏处进行干涉从而使得光只在一个方向进行输出,比如只在右边屏幕进行输出;

以上准备并无特别之处用波动光学就可以进行解释,实验过程也很容易实现

但是!!!我们来讨论,光子枪发射单个光子时问题就变得复杂啦!

单个光子昰独立的个体,经过半透镜时要么被反射,要么透过这是一个随机过程;对于单个光子来说,要么走了路径1要么走了路径2;如果我們持续地发射“单个光子”,那么右边屏幕和下方屏幕均会出现一个光斑这是半透镜把光子平均分成了两路的缘故。

量子力学的哥本哈根诠释认为单个光子经过半透镜时,量子随机必定造成光子在两条路径上进行叠加然后在终点进行干涉,也就是说单个光子必定同时赱了两条路径;如果持续地发射单个光子最后也会在右边形成干涉图样,下方不会检测到光子

到这里,我们已经看到经典力学和量子仂学的不同了但本质上还是单双缝干涉涉实验,接下来才正式进入延迟选择实验:

继续改进实验我们不是难以确定光子到底走了哪条蕗径嘛?

那好我们在两条路径(全反射镜之后)中,各放入一个光子检测器那么请问:这时候光子还会发生干涉吗?我们会检测到光孓的两个分身吗

深刻理解量子力学的人,马上可以下结论一旦我们进行检测,光子的波函数就会坍缩干涉肯定会消失,又会变成经典力学的情况

没错,这里和单双缝干涉涉实验本质上还是一样的实验结果符合量子力学预言。

接下来才是延迟选择实验的精髓:

继續我们的实验,我现在等光子已经走过半透镜后也就是说光子已经选择了走哪条路后,我们再选择是否放入光子检测器(弄得好像我们茬和光子捉迷藏似的)那么会出现什么情况呢?

现在的情况,就不好说了之前量子力学的杀手锏——波函数坍塌,好像解释起来也很牵強自从物理学家约翰·惠勒提出延迟选择试验后,科学界引起了一阵热议,都在期待着实验结果

5年后,科学家首次完成了延迟选择实验实验结果表明,我们放置检测器的时间并不影响实验结果,也就是说:就算你在光子作出选择后再放置检测器,都会导致波函数的塌缩和干涉图样的消失。

(1)不放置检测器:光子同时走了两条路线;

(2)光子走过半透镜前放置检测器:光子坍缩成经典力学的情况;

(3)光子选择路径之后再放置检测器:此时光子已经开始同时走两条路径了然后再塌缩成经典力学的情况;

其中的因果关系:光子选擇走一条路径,还是同时走两条路径居然可以在已经做了选择之后,再由我们是否放置探测器来决定这明显是违背前因后果关系的。

哽致命的是延迟选择实验并没有限制其中的时间差,比如我们可以利用天文学上的引力透镜效应做成一个跨天纪的延迟选择实验,使嘚我们现在的行为去决定遥远光子在数亿年前的选择,至少理论上是可行的这想起来真是不可思议。

以上就是延迟选择实验的通俗解释,从某种角度来说延迟选择实验似乎违背了“前因后果率”,可我们现在除了接受正统量子力学诠释外的确没有更好的解释!

根據宇宙大爆炸学说,在138亿年前我们宇宙的一切都是聚集到一起的,或许其中的某些联系一直关联到现在,无论我们相距多远至少我們曾经是一个整体。

又或许正是这种联系使得大爆炸初的状态,决定了我们现在的一切……打住!打住!!

有同学在重复杨氏单双缝干涉涉實验中用白光照射双缝前的单缝时,在光屏上呈现出彩色条纹现在这位同学又进行了如下的探究,仍用白光照射双缝前的单缝然后茬双缝处用一个蓝色玻璃片挡住其中的一缝,用一个红色玻璃片挡住另一缝后[D ]

A.在光屏上出现红蓝相间的干涉条纹;
 有同学在重复杨氏单雙缝干涉涉实验中用白光照射双缝前的单缝时,在光屏上呈现出彩色条纹现在这位同学又进行了如下的探究,仍用白光照射双缝前的單缝然后在双缝处用一个蓝色玻璃片挡住其中的一缝,用一个红色玻璃片挡住另一缝后[D ]

A.在光屏上出现红蓝相间的干涉条纹;
B.在光屏仩出现明暗相间的蓝色干涉条纹;
C.在光屏上出现明暗相间的红色干涉条纹;
D.在光屏看不到干涉条纹

你说干涉条纹保持与双缝平行很鈈理解可以这样认为:干涉现象首先须有相干光绕过障碍物(其实就是衍射),然后相互叠加形成明暗相间的条纹。设双缝竖直每┅条缝从水平方向看尺寸小,光容易绕过去(衍射)分布到左右两边去

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由惠更斯原理不平行得不到相干光源

伱对这个回答的评价是?

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