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小木虫论坛-学术科研互动平台 » 专业学科区 » 物理 » 理论物理&天文 » 【求助】为什么单电子通过双狭缝时会发生干涉现象？
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touchhappy

金虫 (著名写手)

[交流] 【求助】为什么单电子通过双狭缝时会发生干涉现象？

最近在学习量子力学，可是在看到单电子干涉的时候有些不明白，为什么一个电子通过双狭缝的时候会发生干涉？我看到的解释是以几率的方式通过两个狭缝，所以两个狭缝都有可能通过，于是就会产生干涉。可是感觉很不合理，电子最终是一个实物粒子，在一个电子进行单狭缝衍射的时候最终落在荧幕上的还是一个点，可是为什么换成两个狭缝，一个电子会产生干涉条纹？不知道各位大侠有没有好的解释？欢迎交流

[ Last edited by touchhappy on 2010-3-26 at 22:03 ]
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吃货萌萌哒！！
1楼 2010-03-26 22:02:30
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68377605

木虫 (正式写手)
★
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~~~~沙发~~~~ 哎呀呀呀，神呐！ 建议楼主好好看书吧！
最简单的解释请参考费曼物理学讲义第三卷的开头！
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2楼2010-03-26 23:02:29
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天仙老人

木虫 (小有名气)

九界天尊
★ ★
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ppjason(金币+1):3x，又一次在不同地方看到您的回复，不是再贴一些新闻了。 2010-03-28 16:29
一个电子落在荧屏上确实是一个点，看不出波动性，但电子一个一个的落在荧屏上后，就排列成干涉条纹，体现出波动性，所以干涉条纹是大量电子的统计结果，是电子波动性的宏观体现，单个电子的波动性不是实在物理量的波动，体现的是概率性
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成功需要智勇的执著
3楼2010-03-27 12:48:41
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touchhappy

金虫 (著名写手)
引用回帖:
Originally posted by 天仙老人 at 2010-03-27 12:48:41:
一个电子落在荧屏上确实是一个点，看不出波动性，但电子一个一个的落在荧屏上后，就排列成干涉条纹，体现出波动性，所以干涉条纹是大量电子的统计结果，是电子波动性的宏观体现，单个电子的波动性不是实在物理量的 ...

感觉这位朋友没有回答我的问题，如果是很多个电子，产生干涉并不奇怪，可是我现在的问题是，一个电子通过双狭缝为什么也会干涉？控制电子的发射速率，让一个电子打到双狭缝那边，也会在屏幕上看到干涉条纹，不知道为什么，请指教
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吃货萌萌哒！！
4楼2010-03-27 17:01:04
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touchhappy

金虫 (著名写手)
引用回帖:
Originally posted by 68377605 at 2010-03-26 23:02:29:
~~~~沙发~~~~ 哎呀呀呀，神呐！ 建议楼主好好看书吧！
最简单的解释请参考费曼物理学讲义第三卷的开头！

谢谢，我这就去找费曼的教材，如果有不明白的地方，会再询问你
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吃货萌萌哒！！
5楼2010-03-27 17:02:17
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xia_chong

金虫 (文坛精英)

优秀版主
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Originally posted by touchhappy at 2010-03-27 17:01:04:

感觉这位朋友没有回答我的问题，如果是很多个电子，产生干涉并不奇怪，可是我现在的问题是，一个电子通过双狭缝为什么也会干涉？控制电子的发射速率，让一个电子打到双狭缝那边，也会在屏幕上看到干涉条纹，不知 ...

这是个至今都没有解决好的问题！
一般认为，应该是费曼书上的观点，一个电子，同时通过两个狭缝，形成干涉。这样有一个问题，即楼主所说的“电子是不是实物粒子”的问题。电子，从波粒二象性上理解，具有粒子和波的双重特性，这样就可能同时通过两个狭缝。
这个问题，众说纷纭，确实很难理解！
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Godhelpsthosewhohelpthemselves!
6楼2010-03-27 18:19:41
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天仙老人

木虫 (小有名气)

九界天尊
★
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引用回帖:
Originally posted by touchhappy at 2010-03-27 17:01:04:

感觉这位朋友没有回答我的问题，如果是很多个电子，产生干涉并不奇怪，可是我现在的问题是，一个电子通过双狭缝为什么也会干涉？控制电子的发射速率，让一个电子打到双狭缝那边，也会在屏幕上看到干涉条纹，不知 ...

呵呵，一个电子通过双狭缝，在屏幕上只会显示一个点，怎么能看到干涉条纹？电子波是概率波，电子的干涉是概率波通过双逢后，在荧屏上有些地方概率干涉加强，有些地方概率干涉相消，一个电子通过狭缝后自然打在概率大的地方可能性最大，而在这概率大的地方留下一个点，不断有电子打在这些概率大的地方，留下的点就形成了干涉条纹
电子是波动粒子两重性的矛盾统一，不能说是实物粒子，电子能在荧屏上显示一个点，是微观过渡到了经典范畴。在衍射试验中，也是概率波衍射后在荧屏叠加，一个电子在荧屏上显示一个点，若有大量电子一个一个的通过单逢，则就会在荧屏上概率大的地方显示的点多，概率小的地方显示的点少，这些点就形成了衍射条纹。

[ Last edited by 天仙老人 on 2010-3-27 at 18:42 ]
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成功需要智勇的执著
7楼2010-03-27 18:25:14
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mlcen

银虫 (正式写手)
★
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当我们用双狭缝仪器去让一个电子通过时，已经注定我们想看这个电子波性的一面，这时电子就是波了，波当然是可以同时通过两个狭缝的，这没有什么奇怪的。
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8楼2010-03-27 21:21:51
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mgtswtzc

金虫 (小有名气)
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引用回帖:
Originally posted by mlcen at 2010-03-27 21:21:51:
当我们用双狭缝仪器去让一个电子通过时，已经注定我们想看这个电子波性的一面，这时电子就是波了，波当然是可以同时通过两个狭缝的，这没有什么奇怪的。

可是为什么当我们在一个狭缝旁边放一个检测器来看看电子究竟是从哪个狭缝穿过的时候，这时候在屏幕上只会形成一个亮点而不是干涉条纹？就好像电子具有灵性一样，它会事先“知道”你有没有“检测”它。
请指教
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9楼2010-03-27 22:36:20
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cosine

木虫 (职业作家)
★
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Originally posted by mgtswtzc at 2010-03-27 22:36:20:

可是为什么当我们在一个狭缝旁边放一个检测器来看看电子究竟是从哪个狭缝穿过的时候，这时候在屏幕上只会形成一个亮点而不是干涉条纹？就好像电子具有灵性一样，它会事先“知道”你有没有“检测”它。
请指教

从波动观点考虑，如果对称的放在两个狭缝中间，两个狭缝分配的能量相同，干涉条纹对比度最大；如果放在一个狭缝上，另一个狭缝几乎没有能量，条纹对比度降为0，自然没有条纹。

依据测不准原则，单电子的在垂直方向动量趋向无穷大，因此在垂直方向衍射扩展空间大，能够到达两个狭缝，并在屏上出现能量重新分配。
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10楼2010-03-28 01:07:27
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