词条 | 微观粒子波粒二象性 |
释义 | 费曼曾经设计了一个对比子弹、水波和电子分别通过双缝的理想实验,来说明微观粒子与经典粒子和经典波的区别。 这是对比子弹、水波和电子通过双缝的实验装置原理图: 子弹 关闭下缝,子弹通过上缝到达屏上,观察到的子弹密度分布如曲线P1 所示。反之, 关上缝开下缝,得子弹密度分布曲线P2。将P1与P2叠加,得到曲线P1 +P2。同时打开缝1和缝2,发射两倍数目的子弹,最后得到的子弹数目分布曲线是曲线P3。曲线P3与P1 +P2完全一样,称为“非相干叠加”。 由此可见,子弹的波动性表现很不明显,子弹通过双缝后在屏上形成了非相干叠加, 即主要表现了粒子性。 水波 因为水波通过双缝时被分为两个相干的次波源,它们在空间将进行相干叠加,所以将呈现出双缝干涉图样。 电子 电子通过狭缝后在屏上出现的位置不可预测。观察时间较短时,屏上记录点的分布看起来没有什么规律。当时间足够长,屏上接收的电子数越来越多,有些地方很密,有些地方则很疏,其分布将形成有规律的单缝衍射图样。 同时打开双缝,电子象子弹那样,只能通过其中一条缝;但是,电子在接收屏上出现的结果却显示出了确定分布的干涉图样。 实验结果表明:电子的行为既不等同于经典粒子,也不等同于经典波动,它兼有粒子和波动的某些特性,这就是波粒二象性。 |
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