量子力学吧 关注:101,394贴子:360,597
  • 15回复贴,共1

求助高手 对于惠勒延迟实验的疑惑

只看楼主收藏回复

大家都应该知道这个思想试验的原始描述吧。那个更换移动屏幕和望远镜来确定光子是粒子还是波并给出之后的观测决定影响了光子通过狭缝的决定那个实验。我就不详细描述了。说问题。
为什么把望远镜瞄准A和B狭缝,就一定能看到光子呢?原文中说,要么看到A有亮光,要么B,要么A和B。难道不能是都没有亮光吗?我的观点是,光子还是按照双缝干涉的途径形成干涉花样,如果望远镜摆放的位置在亮条纹处,就有可能看到亮光,如果在暗条纹处,就决不可能。这难道不是一种可能的实验结果吗?为什么那个著名的思想试验给出一定能看到亮光,从而决定了光子的通过哪个缝呢?
对于另外一个版本的延迟试验,是用那个镀银的半透镜设计的(一查就有详细描述),我也有疑问。好多地方都说,即使第二个半透镜是在光子已经通过第一个半透镜之后才放入的,同样会使结果出现类似干涉的只有一边探测器探测到光的结论。我的问题是,这个实验做了吗?如果做了,那么我认为不可能在光子通过第一个半透镜之后才放第二个的,因为时间太短了,如何能做到?如果只是思想试验,那么就不能认定结果一定就是只有一边探测到光子。
很困惑,希望高手指点,讨论。



IP属地:北京1楼2010-12-17 00:04回复
    惠勒的双缝试验是瞄准光的粒子属性的,也就是说他是使用分光镜来代替双缝达成试验目的。要知道,狭缝相距很近时才会产生光的波的干涉,而在这个试验中,两束同源光是离的比较远的。所以没有产生干涉。


    IP属地:北京2楼2010-12-17 11:15
    回复
      延迟实验不能说明什么问题。


      3楼2010-12-17 13:45
      回复
        2楼。
        双缝干涉实验原则上对缝距没有要求吧。
        3楼。
        请说明理由。


        IP属地:北京4楼2010-12-17 16:20
        回复
          回复:4楼
          光的双缝干涉实验,要求两条缝离的很近。
          干涉条纹宽度x=L(屏到狭缝水平距离)*波长/d(双缝间距)
          我们知道,红色光的波长比较长。约为780~630nm(纳米)
          注:1nm=10^-7mm
          呵呵,你可以套一下这个公式,看看要得到一个你肉眼可以看到的干涉条纹(假设为0.1mm,这已经快看不清了),双缝间距是多少比较合适?
          我算了一下,如果屏到狭缝的距离为1000mm,红光波长为700nm,这时,双缝的间距应为1.4mm左右。


          IP属地:北京5楼2010-12-17 17:04
          回复
            没找到什么可靠的资料,还是不说了。


            6楼2010-12-17 17:21
            回复
              5楼。
              实际观测到的条纹是和缝距有关系的,可是这类思想实验都是“原则上”一类的讨论。就是说,不管间距多远,原则上都会看到干涉,哪怕有极微弱的现象,也立刻能得出悖论。或说,思想实验关心的是 有无 问题,而不是 多少 问题。
              何况,我也可以按照你的意思,比如双缝间距小于1mm,甚至是1微米来设计这个思想实验,都可以,不违背任何原则。


              IP属地:北京7楼2010-12-17 18:34
              回复
                回复:7楼
                总之,这个实验,明显不是冲着干涉去的。所以干涉现象在这个实验中,不是核心问题,也不设置为不影响实验结果的状态。


                IP属地:北京8楼2010-12-20 09:09
                回复
                  8楼。
                  其实没太明白你这次回复的意思。
                  这个实验没有冲着或不冲着干涉的意思呀?他只是给出两种判断光子路径的方法,结果得出了不可理解的结论。
                  我还是不理解我在1楼提出的问题。其实针对这个延迟实验,我是有其他想法的,但是之前希望能解决一些问题。


                  IP属地:北京9楼2010-12-20 19:06
                  回复
                    量子力学本来就是不可理解的,当然是在目前的认知下。
                    但是毫无疑问的是,结论是正确的。
                    比如延迟实验,可以查到文献表明,延迟实验是实施了的,得到的结果与量子力推断学完全一致。
                    楼主提的问题,我觉得是没有理解量子力学的结论。
                    首先说双缝。量子力学认为,当你观察一个粒子的时候,你如果采取的方法是去观测粒子性,那么粒子就显出粒子性。如果你采取观察波的方式去观察它,它就显示波的特性。
                    “一颗粒子只能穿过一侧的双缝”,当我们这样认为的时候,已经默认了它是粒子,因此我们可以在双缝的一侧,放一个类似荧光屏之类的东西来捕捉这个粒子。
                    当你想在双缝背后观察干涉的时候,我们已经将这个粒子默认为波的形态。因此我们观测到了波特有的干涉现象。
                    这是一个至今都无法解释的现象,包括玻尔等大牛依然无法解释。这样才有“薛定谔的猫”等著名史话。
                    再说延迟实验。以楼主第二个实验为例。粒子是透过半透镜还是被反射,两者必然居其一。这个时候,我们已经认为它具有粒子的性质了,包括我们采取的观测方法,也默认了它的粒子性。
                    然后延迟,这个粒子已经决定了路线以后,再放上一个使波干涉的装置,注意,这个时候已经准备观测波了。那么既然是波,会被半透镜反射,同时也会穿过半透镜,必然在干涉装置的影响下产生干涉。
                    在量子力学的观点下,这个延迟实验的结果是显而易见的。
                    因此我觉得楼主的问题,实际上没有理解这两个实验的真正含义。
                    


                    IP属地:浙江10楼2011-05-10 14:29
                    回复
                      别的不说,只针对第二个延迟实验,为什么放入第二个半透镜要观察波的时候,就能看到干涉?即使认为微观粒子在被观测时可以显示波动性,那么当粒子通过第一个半透镜时,已经被筛选过了,路经应该认为是确定了,因为不放2时,路经是确定的。在已经确定路经之后,放入2,却显示两条路径的干涉!不是仅仅为波动性,即使承认它此时显示波动性,也同样不能发生干涉,因为就一个半透镜!而实验确实发生干涉了!所以说明另一条路径上也有这个粒子或这个波,而这是不能理解的,因为不放2,另一条路径的上的波就不起任何作用,只显示了一条确定路径!
                      所以这个问题的焦点不在于粒子性和波动性的争论,而是“延迟”的含义。微观粒子会根据“之后”是否放2,两选择“之前”是否走单一路径。


                      IP属地:北京11楼2011-05-27 21:57
                      回复
                        11楼,不得不说,你还未理解惠勒 本意。
                        你没决定用什么方法实施测量之前,你无法知道粒子的状态。
                        你实施某种测量了,测量结果就确定了,你的决定会影响粒子观察到的状态。
                        也就是你的决定无视了因果关系,或者说你的决定改变了粒子的历史(在粒子发射后的发行时间里,和延迟时间长短无关,你可以在已有的即成历史事件后,改变你做决定之前的历史)。
                        假设粒子飞了10秒:
                        过去的历史:1-10秒,粒子飞出来,粒子状态确认(粒子或波形态之一)
                        现在:11秒,你决定去观察,采取一种观察手段(粒子或波)
                        未来:11秒后,你的决定让你获得结果,波或者粒子。
                        你的观察改变了粒子的1-10秒的那段历史,你得到了粒子观察结果:波或者粒子状态。
                        而这状态在1-10秒那段就存在了,要么粒子预知了你10秒后的决定,要么你改变了历史。


                        IP属地:广东12楼2012-04-09 14:14
                        回复
                          哥本哈根解释,当我们不去探究电子到底通过了哪条缝,它就同时通过双缝而产生干涉,反之,它就确实地通过一条缝而顺便消灭干涉图纹。


                          13楼2012-04-10 18:43
                          回复
                            第一个不想回答了,针对你第二个问题,你的这个想法“我认为不可能在光子通过第一个半透镜之后才放第二个的,因为时间太短了,如何能做到?”。技术的进步让你担心的时间太短早就不成问题了。而且类似真实的实验已经完成


                            14楼2012-04-20 23:31
                            回复