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  • 1 # 瀟軒

    光的干涉實驗中,我們一般把光子的運動軌跡示意畫出來,讓你感覺好像是光子的運動軌跡在穿過狹縫的時候發生的偏折。

    問題出在哪裡?

    問題出在示意畫上!

    其實,光子的運動根本就不存在軌道,也就是說,光子作為一個微觀粒子,它只能用波函式來表述,不能用軌道來描述。

    在初中的時候,我們學習到“光的直線傳播”,在那裡,沿著直線傳播的是“光線”,不是光子。

    所以,你可能是被初中物理誤導了,以為光子也是沿著直線傳播的。其實,光子的運動軌道是不可測量的。

    狹縫的存在,會引起大量光子發生干涉,但我們不能問這些光子到底是從哪個狹縫裡過來的,這叫做which——way疑難。我們連光子從哪個狹縫裡穿過來都不知道,你提的問題中“光的干涉實驗中,單個光子穿過狹縫,為什麼還會偏離原軌道?”本身就是一個偽問題。

    以上,我是用量子力學的語言回答了你的問題。

    至於你後面提到的追問:“在物理的不確定關係中,為什麼無法同時求得粒子的位置和動量?”這個原因在於量子力學基本理論之中位置座標與動量的不對易性,在數學上,這一對變數在傅立葉變換的意義下是對偶的。它倆的確定程度的乘積有一個下限——單獨一個非常確定的時候,另外一個就必須非常不確定,這個在數學上是可以證明的。而從物理上來說,則這個問題沒有答案,因為現實的微觀世界就是這個樣子,我們無可奈何。

  • 2 # 民科尖兵

    光子是電磁波,在行進過程中會產生交變的電力線和磁力線,二者互相垂直。當電力線穿過狹縫時,磁力線就無法完整地穿過,與狹縫的磁場發生作用,軌道就偏離了。當狹縫變寬時,大部分光子電力線和磁力線都接觸不到狹縫,就不會發生偏離。只有少量光子的磁力線撞到狹縫上,發生衍射。

  • 3 # 正則靈均92146521

    光有波動性:可見光的波長在幾百奈米(一米的一百萬分之一以下),如果狹縫和光波長差不多大小甚至更小,光的波動性就十分明顯,穿過狹縫可以向各個方向擴散,並不像一個粒子一般只沿一個軌道朝一個方向行進。我們平常所見光"線"沿直線傳播是因為狹縫(或者障礙物)太大,波動性體現得不明顯。打個比方:一滴水滴入平靜的水面,產生圓形的層層水波;無數水滴滳下,產生的水波相互抵消,成為向外的水流,再也看不到水波了。

    不過,單個光子組成的波,與大量粒子集體運動組成的波不同,只能理解為一種機率波:即在不同位置不同時間找到這個光子的機率不同,可以用波的語言來描述;這也是量子力學的基本假設之一。

  • 4 # 宇啟猛開2017

    光子是旋轉的圓錐體虛粒子,它是由原子核軸向擺動發射的,因此光子攜帶著原子核的資訊。攜帶的資訊有原子核的旋轉勢、原子核赤道截面圖像、原子核的大小等。當單個光子透過狹縫時,光子總是有一個邊與狹縫邊緣相蹭,使得旋轉的光子產生大幅度旋轉式擺動。這就是光子偏離原軌道的原因。

  • 5 # 傻2就是我

    在光的干涉實驗中我們的理論跟據及計算公式完全是依據光波是有一定波長(如色光是500奈米)的電磁波來計算其干涉圖而不能採用粒子概念,即使正統的量子力學理論,當處理有關光的衍射,干涉現象時也必須用波粒二重性及普郎克能頻轉換公式將光子轉換成某一特定頻率的光波後,才能解釋和計算光的干涉現象,用粒子概念無法介釋光子的干涉,

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