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第十七章波粒二象性 第四节概率波 电子双缝衍射 1 用足够强的电子束进行双缝衍射 出现了明暗相间的衍射条纹 体现电子的波动性 衍射条纹掩饰了电子的粒子性未能体现电子在空间分布的概率性质 得到的结果与光的双缝衍射结果一样 物质波不是经典波 经典的波是介质中质元共同振动的形成的双缝衍射中体现为无论电子强度多么弱屏幕上出现的是强弱连续分布的衍射条纹 实际上在电子强度弱的情形中电子在屏幕上的分布是随机的 完全不确定的 微观粒子不是经典粒子 经典粒子双缝衍射 子弹可以看作是经典粒子假想用机关枪扫射双缝a和b 屏幕c收集子弹数目 1 将狭缝b挡住 子弹通过a在屏幕c上有一定的分布 类似于单缝衍射的中央主极大p1 子弹落在中央主极大范围的概率分布 2 将狭缝a挡住 子弹通过狭缝b在屏幕c上有一定的分布 类似于单缝衍射的中央主极大p2 子弹落在中央主极大范围的概率分布 3 a和b狭缝同时打开 子弹是经典粒子原来通过a狭缝的子弹 还是通过a原来通过b狭缝的子弹 还是通过b 屏幕c上子弹的概率分布 不因两个狭缝同时打开每颗子弹会有新的选择 电子双缝衍射 电子枪发射出的电子 在屏幕p上观察电子数目 1 将狭缝b挡住 电子通过狭缝a在屏幕c有一定分布 类似于单缝衍射的中央主极大 3 a和b狭缝同时打开 如果电子是经典粒子原来通过a狭缝的电子 还是通过a原来通过b狭缝的电子 还是通过b 屏幕上电子的概率分布 屏幕c 实际观察到类似光的双缝衍射条纹 屏幕c上电子的概率分布 只开一个狭缝和同时开两个狭缝电子运动的方向具有随机性 a和b狭缝同时开时电子似乎 知道 两个狭缝都打开 双缝和屏幕之间 到底发生了什么 屏幕上电子的分布 有了新的概率分布 电子 不是经典粒子 光子在某处出现的概率由光在该处的强度决定 i大光子出现概率大 i小
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