雙縫實驗利用演示光子進行實驗,說明光是由粒子組成:我們在研究量子力學時,常常會進行實驗來解答自己的疑問。在這些實驗之中,有一種實驗叫做雙縫實驗,這個實驗就是最典型的利用演示光子等
我們在研究量子力學時,常常會進行實驗來解答自己的疑問。在這些實驗之中,有一種實驗叫做雙縫實驗,這個實驗就是最典型的利用演示光子等微觀類粒子來進行實驗。其實,雙縫實驗就是一種讓粒子可以通過兩條路徑或是兩條中的一條然后回到末尾的實驗。
在雙縫實驗中,我們可以用光來替代粒子,將光照到一個細細的小縫中,將光引導到探測器上,那么探測器就會感知并且寫出這個細縫的大小與形狀。如果是利用單個縫隙的。探測器也會有顯示,只不過顯示出來只有縫隙的形狀,因為光會被拓展開。
一般來說,縫隙越小,光束被拓展的方向就越大。因為在紙上,光會凸顯的格外明亮,這樣反倒覺得旁邊的光會比較的暗。那么我們假設的將光變成粒子,粒子穿過兩個永不相交的直線細縫。那旁邊的勘測器會顯示出兩個縫隙的樣式,這個想法是成立的嗎?
這個想法是錯誤的。在勘測器的屏幕上,我們可以看見不只一條的光帶,這個顯示器上顯示著無數條有規律的明暗交替的光帶圖案。這個實驗是說明了,光也是一種振動波。可是后來又出現了一種言論是光電效應。這個實驗則是說明了光是由粒子組成的。
這些實驗看起來都是互相矛盾的,所以就促使了物理學的研究人員需要將光的量子性質也加入實驗考慮范圍,而上述所提到的雙縫實驗,就成為了光與粒子的經典實驗。因為雙縫實驗可以對于所有實驗的結果提供給一個比較可靠的基礎理論。
光傳播的基本原理與水波的性質很相似。就像是在水里扔下一個石頭,水波從中心四散開了。在雙縫實驗中,我們在顯示器上看到的清晰的條紋,是由于光的特性所產生的。因為光的波長相互增加,所以就有了明亮波紋,而暗色紋理,就是光波相互抵消所造成的。
雙縫實驗是所有光學實驗的基礎實驗,所以有許許多多的實驗是由雙縫實驗演變或是在各個基礎上加工而來的。首先是單獨粒子的干涉現象。我們利用單獨粒子發射器來做雙縫實驗時會發現最多只有一個粒子會了出現在發射器與屏幕上,也就是說只有一個粒子通過縫隙。

第二就是勘探路徑信息的實驗,我們在探測器上觀察粒子時,會注意這個光是從那一個縫隙中出來的,繼而可以得知這個粒子的路徑信息,但是這個獲取的代價是干涉的波紋會消失。后來,科研人員發現,只是讀取部分信息,不但可以獲取信息,還能維持住干涉波紋的存在。