通过中学物理学习我们知道，干涉和衍射是波的性质，什么是衍射？波可以绕过障碍物继续传播的现象叫做波的衍射。什么是干涉？频率相同的两列波叠加时，会产生加强和减弱现象叫做波的干涉。
经典波动理论可以很好的解释波的干涉和衍射现象，一直以来，科学家们对物质的波动性和粒子性区分很明确，认为实物粒子只有粒子性，波只有波动性，但对光是具有波动性还是粒子性一直争论不休，这个争论直到爱因斯坦斯坦提出的“光电效应方程”解决了光电效应问题才告一段落，现在我们认为是光具有波粒二象性（即光具有波动性和粒子性）。
看到爱因斯坦利用光电效应方程解决了光电效应问题，德国物理学家德布罗意提出“物质波”假设，他认为实物粒子也具有波动性，这在当时是颠覆人们认知的，最后他的这个假设被实验证实，并且由于这个假设获得诺贝尔物理学奖。
上面说了这么多，现在开始进入主题，科学家们通过电子的双缝干涉实验，观察到了明暗相间的干涉条纹，从而证实了电子具有波动性，即实物粒子具有波动性。
电子具有波动性，当电子通过双缝时，两个电子打在光屏上干涉加强，就在光屏上形成了亮条纹，如果干涉减弱，就形成干涉减弱的暗条纹。这是波动理论的解释，实验结果也是这样的。科学家们又想，如果让电子一个一个的释放，让它们一个一个的通过双缝，是否也会出现干涉条纹呢？根据波动理论是不会出现干涉条纹的，因为要出现干涉条纹必须要两个电子，但科学家们做实验的结果显示，确实出现了干涉条纹！这就奇了怪了，难道电子和自己干涉？或者电子同时通过双缝？
为此，科学家们改进实验，巧妙的获取电子的路径信息（标记电子，知道电子从哪个缝通过），但诡异的发现，只要知道电子从哪个缝通过，干涉现象就消失，但如果实验不知道电子从哪个缝通过，干涉现象出现，电子好像在玩躲猫猫的游戏。
实验结果使宏观世界的逻辑甚至因果律都颠覆了，感觉非常荒谬，微观领域的粒子行为从宏观角度看，往往就是不可思议，但从量子力学中不确定性原理可以隐约感到微观粒子的这一特性，根据不确定性原理，对于微观粒子的位置和动量是不可能同时确定的。单电子双缝干涉实验是不是也存在这样，不可能同时确定电子的路径信息和干涉信息，你知道路径信息（粒子性），电子就给你显示粒子性，你不知道路径信息，就给你显示干涉条纹（波动性），电子不会同时给你显示粒子性和波动性。
也许这是微观粒子的“固有属性“，这一特性可以让人类有无限遐想，如果突破对这一属性的研究，可能将对宇宙的起源、这个世界是什么样子的、我是谁、从哪里来、该去何方等等的这一类的哲学问题将会给出答案。
双缝干涉（一）
双缝干涉（二）
双缝干涉（三）
双缝干涉（四）
双缝干涉（五）
高中物理知识点总结
发表回复
要发表评论，您必须先登录。