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  • 脑洞大开的科学家用电子代替光子看,想看看电子穿过双狭缝之后会发生什么情况

    光在我们的生活中无处不在创建物质波公式的人是,而人类大部分时间都是通过光来认识世界的。

    关于“光是粒子还是波?”这个问题,在科学史上一直有很多争论。从牛顿、惠更斯,到后来的麦克斯韦、爱因斯坦等科学家都对光的本质非常着迷,这场争论一直持续到今天,最终以“光具有波粒二象性”而暂时告一段落。

    光子的双缝干涉实验是波动性的直接体现。通过双缝后,光线会发生干涉,然后出现明暗条纹。

    大脑大的科学家使用电子而不是光子来观察当电子通过双缝时会发生什么。

    解读诡异的电子双缝干涉实验:世界的本质是波?

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    结果让所有科学家大吃一惊:电子穿过双缝后,后面的屏幕上也出现了明暗条纹,说明电子穿过双峰后也像光子一样发生干涉。

    要知道,在人们的传统认知中,电子是粒子,就像我们在日常生活中看到的物理粒子一样,比如玻璃球。如果有人告诉你玻璃球可以干扰两个狭缝,你会认为那个人疯了。

    但现实已经摆在科学家面前:电子通过两条狭缝后确实可以对自身产生干扰,而干扰是波特有的,由此可见电子也具有波的特性。

    这太违反直觉了,但实验结果是无可争辩的。

    科学家德布罗意给出了自己的看法。他认为电子有波动是正常的。事实上,不仅是电子,世界上的一切事物都有波动性和波长。这就是德布罗意提出的。波”的概念。

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    解读诡异的电子双缝干涉实验:世界的本质是波?

    物体的波长“λ”有一个公式,λ=h/p,其中 h 是普朗克常数,p 是物体的动量。我们在现实中看到的一切都有波和波长。

    例如,篮球的波长是多少?将其放入公式中即可轻松计算。一个篮球的质量大约是一公斤,所以篮球的波长λ应该是:

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    λ 大约等于 10 的 -34 次方。看不,宏观世界中物体的波长太短,所以几乎不可能反映波动性,而只有粒子性,也就是确定性,所以我们看到的宏观世界是确定的,有确定的位置,速度并不像微观世界那样模糊和不确定。

    此外,在双缝实验中,只有当物体的波长大致等于双缝的宽度时,实验本身才有意义。也就是说,我们需要一条宽度只有10-34平方米的狭缝,而目前的人类技术无法做出如此微小的狭缝。

    但由于微观粒子的动量(质量)小,狭缝的宽度不如宏观物体严格,因此可以用微观粒子进行双缝干涉实验。

    德布罗意的物质波概念彻底颠覆了人们对现实世界的认知。任何物体都有波动性和波长。

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    物质波的概念并不像我们在现实生活中看到的池塘里的水波创建物质波公式的人是,而是一种“概率波”,它决定了任何物体都无法准确定位,因为它们的位置不确定。

    比如一块石头,严格来说,我们并没有说石头到底在哪里,而是“石头可能在这里,也可能在那里”。说白了,石头是“无处不在”的。至于它在哪里,我们只能用概率描述。

    但是,这种“用概率来描述物体的位置”在宏观世界中很难体现,因为宏观世界中的物体质量很大,波长很短,所以很难体现波动性,使我们只能看到宏观物体。粒子性质,即确定性。

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