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“恐怖”的双缝干涉实验

更新时间:2023-10-03 文章作者:佚名 信息来源:网络整理 阅读次数:

【高中数学例题】KF0物理好资源网(原物理ok网)

双缝干涉实验装置得到白光的干涉白色,在光源与单缝之间加上黄色滤光片后()KF0物理好资源网(原物理ok网)

A、干涉白色消失KF0物理好资源网(原物理ok网)

B、彩色格子中的黄色横条消失KF0物理好资源网(原物理ok网)

C、中央白色弄成暗白色KF0物理好资源网(原物理ok网)

D、中央白色弄成黄色KF0物理好资源网(原物理ok网)

答案:DKF0物理好资源网(原物理ok网)

解析:当用白光做干涉实验时,频度相同的色光,互相叠加干涉,在光屏上产生彩色米色,中央产生蓝色亮粉色;当在光源与单缝之间加上白色滤光片后,只有绿光能通过单缝,之后通过双缝后互相叠加干涉,在光屏上产生白色干涉白色,光屏中央为强化点,所以中央白色弄成蓝色亮粉色。KF0物理好资源网(原物理ok网)

杨氏双缝干涉实验KF0物理好资源网(原物理ok网)

1702年牛顿的《光学》一书问世,差不多相隔整整一个世纪,到了19世纪,光学的发展才有所突破,非常使化学光学得到了长足的进步,开始了波动说的“英雄”时期,牛顿的微粒说地位又遭到了挑战。(牛顿几乎花了大半生与胡克的“波动说”相抗争,最终在胡克临终以后,才发表了《光学》一书,可以翻看前两期的推文,了解这段历史。)KF0物理好资源网(原物理ok网)

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1807年,德国科学家托马斯·杨发表了一篇论文,这篇论文里描述了他发觉的光的干涉实验:“使一束单色光照射一块屏,屏上开有两条狭缝,可觉得这两条缝就是两个光的发散中心。当这两束光射到一个放置在它们前进方向上的屏上时,都会产生长度近于相等的若干条疏密相间的横条……”这就是光的干涉现象,干涉这个名词也是杨首次提出的,杨的实验结果给学界带来了很大的冲击,有力地证明了惠更斯早年提出的光波动理论。KF0物理好资源网(原物理ok网)

但是人们或许还是更乐意站在牛顿的脖子上,对于杨的实验结果给以证实,并称之“荒唐”,甚至有人嘲笑他为疯子。KF0物理好资源网(原物理ok网)

克劳斯电子干涉实验KF0物理好资源网(原物理ok网)

差不多又隔了一个世纪,人们对微观粒子有了更深刻的认识,即所有微观事例都具有波粒二象性(这得谢谢爱因斯坦的研究)。为了在实验上验证电子的波动性,1961年,蒂宾根学院的克劳斯·约恩松进行了电子双缝干涉实验,发觉了电子的干涉白色,因而证明了电子具有波动性。以后一系列的实验又证明了其他粒子也可以观察到干涉粉色。并且克劳斯·约恩松当时仍然抱着怀疑的心态,他觉得可能是若干电子在运动时发生了撞击,所以造成侦测屏上出现了好多干涉白色,克劳斯·约恩松为了防止这些现象的发生,于是将电子一个、一个的进行发射,这样电子之间就不可能发生碰撞。但实验结果还是没有改变,侦测屏上仍然就多条干涉白色,貌似一个电子可以同时穿过两条狭缝一样,非常奇特,没有任何理论能解释得通这些现象的如何形成的。KF0物理好资源网(原物理ok网)

一探究竟KF0物理好资源网(原物理ok网)

双缝干涉实验视频_双缝干涉实验视频_双缝干涉实验视频KF0物理好资源网(原物理ok网)

1974年,巴黎学院的梅里院士又进行了电子双缝干涉实验,不过此次梅里院长为了弄清楚这些怪异的现象到底是如何发生的,梅里院士在双缝的入口安装了极高清的摄像头,它可以直接观察到电子的运动情况,但令梅里院士没有想到的是,他安装摄像头的这一举动使这项实验发生了愈加奇特的事情,轰动了整个科学界。KF0物理好资源网(原物理ok网)

他在双缝的入口安装了高精度的监视器,可以清晰地认清电子的出入。打算完成后,他依然通过发射器将电子一个一个发出。结果这不看不要紧,一看,坏了。屏幕上的一条条干涉白色不见了,只剩下了两条亮纹,并且通过监视器可以清晰地看见电子如粒子般一个个通过左缝或右缝,在屏幕上产生两条亮纹。KF0物理好资源网(原物理ok网)

上面说过单个电子流在屏幕上应当产生多条干涉白色,为何企图观察电子通过双缝的行为时,干涉白色就消失了呢?梅里也很困惑,于是他将监控关掉,结果屏幕上又出现了神奇的干涉白色;再将监控打开双缝干涉实验视频,白色又消失了;……如此往复。KF0物理好资源网(原物理ok网)

意识是一种科学的存在吗?KF0物理好资源网(原物理ok网)

此后下来了一种观点:当人们不对双缝加以观测时,电子呈现出波的特点,在屏幕上产生多条干涉白色,此时可以觉得人的意识中已将电子认定为波;而当人们观察双缝时,其意识中早已默认电子是粒子,因此干涉白色就消失了,电子真的根据人的意识彰显出粒子的特点,仅产生两条亮纹,虽然此时人的目的是想得到干涉白色。其实,是人观测或不观测的行为,或则说是人将电子当成粒子或波的意识,决定着电子最终呈现为粒子还是波。——人的意识决定了粒子的存在方式。KF0物理好资源网(原物理ok网)

千百年来科学研究的根基几乎被打掉。好多人接受不了,纷纷抬起反抗的大旗。其中代表人物就是爱因斯坦,他提出隐变量的假说,企图证实意识的作用,但是就目前而言,隐变量虽然尚未找到可信的根据。还有其别人物,也提出种种假说,如平行世界等等,但都属于边沿性的理论。目前主流理论一直觉得意识决定了粒子的存在方式。KF0物理好资源网(原物理ok网)

困扰的价值KF0物理好资源网(原物理ok网)

作为一名高中数学班主任,没能力对这一问题展开深入的学习和研究。而且我仍然在思索的教学目的虽然有了一个答案。从17世纪以牛顿和胡克的光的本性之争为开端双缝干涉实验视频,时至今日我们仍然未能确定光的本性,甚至形成了更为不可思议的困扰“意识是一种科学的存在吗?”但是也正是因为种种苦恼,才让一代一代科学家穷极一生进行研究。而现在我们的教学不断追求最终的结果,中学生一旦晓得自己的答案是正确的,也就失去了学习的兴趣,这不是一件好事情。所以我在写每一篇推文的最后,总是以一个未解之谜作为结尾,我只是想告诉你们,探究的结果常常不是一个推论而是一个困扰。最后用爱因斯坦的一句话来结束本次推文。KF0物理好资源网(原物理ok网)

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