关于电子双缝干涉实验的疑问

如题,虽然我有个牛逼闪闪985的学物理的付老师,但是他给我的答案让我实在很难开心起来。为啥呢?

要从我想在科幻小说中加入一种可以探测周围百米内的“窥视者”装备,大概原理是利用电子的概率波被“观察”则探索,“胶片屏”上是否有干涉图样可以显示出有无观察者,因此可以提前探测狙击手。

刚有这个想法时,很激动,但是为了把我的小说和一般的YY又或者是民科文区分开来,我不得不仔细验证一番。然后我就请教了付老师。

他用费曼物理学讲义中的一段话来解释,随后会附上整套费曼的物理学讲义。

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大概意思就是探测电子的方案是用强光达到电子上发生散射,因此可以检测电子从哪个缝出来。

但是电子会和光子作用,接受屏上得到的结果是和这种作用有关的。这一切和人的意识毫无关系,非常唯物主义。

虽然他可以是正确的,但是我还是很不甘心错过一个这么牛叉的“装备”

思考再三后,我决定还是放科创上,让大家讨论一下,电子和光子的作用到底是如何消除干涉条纹的,又或者还有没有可能用不加光子的方法探测出电子从哪条缝过?


抛砖引玉的把我发给付老师的两幅图放出来,为了和民科划清界限,我先声明,我说的极有可能是错的,放出来只为了让其它大拿看到后,给些建议。(关于如何在小说中呈现的,不是实际造出来。)

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随后是资源:

attachment icon 费曼物理学讲义第一卷.pdf 36.42MB PDF 152次下载 预览

attachment icon 新版费恩曼物理学讲义[第二卷].pdf 17.17MB PDF 108次下载 预览

attachment icon 费曼物理学讲义第三卷.pdf 13.01MB PDF 122次下载 预览


[修改于 5 个月前 - 2019-12-20 08:41:21]

来自:聊天生活广场 / 奇思妙想数学物理 / 物理
1
2019-12-20 11:33:06
1楼

建议你可以到bilibili 上看李永乐老师、妈咪说这些科技介绍的视频,他们有用比较大众的语言解析双缝干涉实验和干涉坍缩的问题,他们的描述估计可以帮助到你


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1
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2019-12-20 11:42:16
2楼
《费曼物理学讲义》收藏了,挺好的书。
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2019-12-21 00:32:13
3楼

我们大物课讲的是你说的双缝干涉的这种解释依旧是带有传统色彩的(具体措辞我记不起了,大概意思就是没有脱离经典的思想)量子的不确定性是固有性质。

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Leonard(作者)
4楼
引用jimmy06发表于3楼的内容
我们大物课讲的是你说的双缝干涉的这种解释依旧是带有传统色彩的(具体措辞我记不起了,大概意思就是没有脱...

其实核心是我想要确认费曼的思想实验后来有没有人验证一个无人观察,光也同样会使电子的干涉条纹失去这个现象。因为我没有亲眼见过,所以总有点不死心。

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Leonard(作者)
5楼

发现一个新名词,量子雷达,查了一下,貌似不是空话,原理应该和我说的不同吧。

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2020-01-01 22:21:17
2020-1-1 22:21:17
6楼

波函数坍缩的本质好像是观察必须要发射个什么东西过去(而不是被动式观察)从而对被观察对象产生影响吗?

至少我理解的是这样

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2020-05-18 12:52:32
2020-5-18 12:52:32
7楼

为了检测是否有电子经过,需要在每侧分别放置两个光源,向两个缝附近不断发射一定波长的光子,如只有一侧的探测器检测到相同波长的光子发射回来,说明光子从这一侧通过,波函数也出现坍缩,干涉条纹消失。根据楼主的设计,当探测器探测到一个光子后,我们无法知道该光子是不是从狙击手身体上发射的,我们也不能确定光子是直接射入到探测器的,还是从电子反射到探测器的,因此波函数不会出现坍缩。

[修改于 17 天前 - 2020-05-18 12:54:32]

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8楼

如果将光子换成α或β射线/单个电子,并在云室中进行该实验,现象将如何?

可能的现象:

  1. 出现衍射图案(类似于普通空气中的丁达尔效应)

  2. 未出现衍射图案(云室中的微粒即使观察者)

 

以上纯属胡思乱想,欢迎拍砖 sticker

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9楼
引用desert发表于8楼的内容
如果将光子换成α或β射线/单个电子,并在云室中进行该实验,现象将如何?可能的现象:出现衍射图案(类似...

当然是没有衍射图案。原理简单来说,必须搞清楚衍射图案量级的问题,作为一个有较大静止质量的alpha粒子,就算速度不快,其德布罗意波长(也有人叫物质波波长)也非常短,你可以算一下,一个100m/s的alpha粒子,其德布罗意波长都在1nm级别,如果用经典物理的思路,可以追踪其轨迹,一旦在云室里和其他东西碰撞,必然导致轨迹改变远远超过1nm,不可能产生衍射图案了。更别说,一般演示用的Alpha源,能量往往都很高,速度远超100m/s,其德布罗意波长还要短。


为什么衍射实验一般用光,原因就是可见光的波长还算是比较长的,容易观察,但是现象本质上没有不同。

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2020-05-25 07:08:44
2020-5-25 7:08:44
10楼

有个很大的问题 。光子不是观察者发出的,观察者只是去接受光子带来的信息。(不知道这样说对不对?)

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