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电子与偷窥者的神奇!谁能答出文中的问题,说明真懂量子力学!
送交者: pzzdm.com 2010年05月18日18:02:48 于 [教育学术] 发送悄悄话
事先说一下,这是一个很奇妙的实验。我会介绍一下这个实验是怎么做的,结果是什么。然后根据某一有趣结果提一个问题。能够回答出来的,就是真正懂量子力学的。看看到底有谁真懂。呵呵。答案我将来会给出(如果有人有兴趣的话)。 

先说一下这个实验是如何做的。大家学过中学物理,都知道波的干涉是波的基本性质之一。干涉实验是怎么做的呢?最简单的,是在一个金属板上刻两条相距比较近的平行狭缝。在板的前面放一光源。板的后面放一屏幕。光源发出的光波,通过双狭缝产生干涉,在金属板后面的屏幕上就会产生深浅交替的条纹。这就是光波的干涉实验。

除了光之外,实物粒子,比如电子,也有波动性。所以,如果你用一个电子发射源取代光源,在狭缝后面用能接受电子的屏幕,或者一个黑纸封好的胶片(胶片也可以因为电子的冲击而曝光),你也会看到类似的干涉条纹。这说明,电子也有波动性。

说到这里,都没什么疑问吧。下面说点有趣的。

如果你控制电子发射源发射电子的速度,比如每秒只发射一个电子。那么经过5秒后,在后面的屏幕(或胶片)上看到的是什么呢?答案是5个黑点(电子撞击胶片产生的曝光,当然胶片要冲洗后才能看)。 这5个黑点的位置有什么规则吗?似乎是杂乱无章的。那么没关系,过5000秒再看。这时,胶片上应该有5000个黑点了。如果你粗粗一看的话,这5000个黑点会显示出明显的干涉条纹,即,某些地区的黑点很密集,有些地方很稀疏。远远一看,就是黑白相间的干涉条纹。这就有一点点问题了。因为,每秒钟只有一个单个的电子穿过某一条狭缝。这单个电子跟谁干涉呢?莫非这单个电子同时穿过两条狭缝,自己跟自己干涉?

上面这个问题不难解答。我相信,看过一点点书的,或者读过我以前的文章的,都能轻松答出来。那么看看下面更有趣的,也就是我今天贴的问题:

如果你很好奇,想看看这每秒钟发射的电子,到底都是穿过的哪一条狭缝。比如,是狭缝A,还是狭缝B。你用一个有两个探头的记录器来测量,每一个狭缝旁装一个探头。这样,如果电子通过的是狭缝A,那么记录器就给A记录一个,如果电子通过的是狭缝B,就给B记录一个。经过同样的5000秒,还能在胶片或屏幕上看到干涉条纹吗?这个实验的答案是,不能!干涉条纹消失了。就好像电子们“知道”有人在看着自己。只要你看,干涉就消失!莫非电子是有智慧的?电子有思想?电子知道有人在偷窥?只要你不看,就是说如果你把测量的仪器关掉,干涉条纹又神奇的出现了!!!!好象电子知道现在没人偷窥了,可以做龌龊之事了。哈哈。

谁能正确解释上面这个电子与偷窥者的现象,就说明他真的懂量子力学了。让我们看看。呵呵。

有兴趣的朋友别忘了顶一顶我哦!
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