作者leeminsham (..........)
看板Physics
标题[请益] 关於电子通过双狭缝干涉的问题
时间Thu Sep 5 17:46:34 2013
最近在看一本科普书叫"爱丽丝漫游量子奇境"
关於电子通过双狭缝进行干涉这件事。
他的意思好像是，
当电子通过双狭缝时，如果我们对他不做任何观测，
那他在後面光屏的成像会是一个类似波干涉的图。
但是若我们去观察电子确切通过哪一点的话，
出现的图像就不是波干涉的图了，是个偏粒子现象的图形。
就和这个影片表现的一样。
https://www.youtube.com/watch?v=ZImlf6S9WnE
但是我有一个问题，
真的会有仪器可以确切观察出电子通过哪一边的狭缝吗？
究竟这个实验是一个思想实验还是一个可以在现实中得到的实验？
观察之後图形改变这件事，室友给我一个想法。
测量的东西越小，仪器所发出的波，波长越小，因此此波能量极大。
故测量时会"碰"到电子，使电子能量增大，波长变小。
因此狭缝对电子而言，缝隙已经变得太大了，而无法产生干涉。
我的疑问是，
这个"碰"的行为真的会发生吗？
印象中读到现在，没有波碰到波而能量变大的状况。
还是这个现象就只是量子物理的一个公理，无法解释？
现在刚好要升大三，还没碰过量子力学导论，
希望版上各位大大能帮我解答，感谢!!!
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※ 发信站: 批踢踢实业坊(ptt.cc)
◆ From: 140.113.121.104
1F：推 ren1072:我觉得应该是用测不准来解释耶！ 09/05 18:17
2F：→ leeminsham:这样感觉很套公式 有没有不套公式的讲法?? 09/05 18:47
3F：→ leeminsham:就是我想知道这个观察的过程中 发生了什麽事?? 09/05 18:52
4F：推 TuCH:你干扰了电子 各个电子就没有同相位 不同相位就没办法干涉 09/05 19:06
5F：推 wohtp:你没有读到波碰到波能量变大的状况，是因为大学物理是温室里 09/05 19:09
6F：→ wohtp:的学问。 09/05 19:10
7F：→ wohtp:拿绳子来说，如果弹性位能是 1/2 k x^2 + O(x^4)，你看看绳 09/05 19:12
8F：→ wohtp:波会发生什麽事？ 09/05 19:12
9F：→ wohtp:波碰到波会穿过去是线性系统的特徵。现实上大概没有东西是线 09/05 19:14
10F：→ wohtp:性的，只有大约是线性的系统而已 09/05 19:15
11F：→ wohtp:至於这个测量的时候发生了什麽事...全世界没有人知道。 09/05 19:15
12F：→ wohtp:你室友说的「测量这个行为干扰了受测的量子态」听起来是最自 09/05 19:18
13F：→ wohtp:然最不玄幻的解释了，可是也没有人成功从这里出发导出什麽 09/05 19:19
14F：→ wohtp:结论来。 09/05 19:19
15F：→ wohtp:Copehagen interpretation直接说，不管你怎麽测量的，就算是 09/05 19:20
16F：→ wohtp:掷筊卜卦看水晶球也好，只要你知道电子从哪个洞过去，量子态 09/05 19:21
17F：→ wohtp:就改变了。 09/05 19:21
18F：→ wohtp:换句话说，根据哥本哈根那群老前辈的共识，「人类知不知道」 09/05 19:24
19F：→ wohtp:本身就会影响量子态，跟你怎麽测量的没关系。 09/05 19:25
20F：→ wohtp:（现在我在这里推文解释，还是没办法相信他们竟然可以接受 09/05 19:26
21F：→ wohtp:这麽玄幻的公设...） 09/05 19:26
22F：→ wohtp:除非你将来研究要往基础量子力学那边挖下去，不然实用上大家 09/05 19:27
23F：→ wohtp:都直接拿哥本哈根的玄学来用就是了。 09/05 19:27
25F：→ yw1002:现在最夯的是上面那个 09/05 20:07
27F：→ yw1002:不负责任乱入一下。量子波动力学最早是从Hamiltonian系统开 09/05 20:10
28F：→ yw1002:而且粒子受到场作用。但是在Dirac那篇1928年的论文 09/05 20:11
29F：→ yw1002:the quantum theory of electron有讨论在no field情形 09/05 20:11
30F：→ yw1002:我绝得那跟广相的测地线有异曲同工之妙 09/05 20:11
31F：→ yw1002:当粒子不受场作用时，就是所谓的惯性自由落体 09/05 20:12
32F：→ yw1002:可是你一旦要测量它....根据你所在的位置就产生座标 09/05 20:12
33F：→ yw1002:就是场源 09/05 20:13
34F：→ yw1002:只是现在跟schrodinger eq不同的是原本电子是受到连心力 09/05 20:14
35F：→ yw1002:而遵守U(1)对称...於是根据Noether theorem有角动量守恒 09/05 20:14
36F：→ yw1002:但是现在如果你拿光子测量，系统遵守的是Lorentz对称 09/05 20:15
37F：→ yw1002:那也许就是某种线动量守恒 09/05 20:15
38F：→ yw1002:总之两种情形因为测不准原理都是波 09/05 20:15
39F：→ yw1002:不过我奉劝你，量子力学不用念到很彻底才处理先进问题 09/05 20:17
40F：→ yw1002:套句费曼的话没有人真的懂量子力学 09/05 20:18
41F：→ yw1002:再说量子力学从一开始的Hamiltonian system组态空间 09/05 20:19
42F：→ yw1002:real space/reciprocal space互为dual space....到後来 09/05 20:19
43F：→ yw1002:path integral functional variational principle 09/05 20:20
44F：→ yw1002:内容牵扯到的太广泛......加上Green function之类的 09/05 20:20
45F：→ yw1002:要念量子力学等於在廿通数学一样 09/05 20:20
46F：→ yw1002:除非你目标是在得数学的Fields medal；不然专注在物理的 09/05 20:21
47F：→ yw1002:unsolved problem就需要时再找来用就好 09/05 20:21
48F：→ yw1002:我说Hamiltonian的dual space意思就是，统计上它是先求 09/05 20:23
49F：→ yw1002:系统组态....因为动能那里是用laplacian线性算子 09/05 20:24
50F：→ yw1002:至於爲什麽动能可以那样表达大概就是Hamilton系统的特色了 09/05 20:25
51F：→ yw1002:辛几何之类的吧 09/05 20:25
52F：推 yw1002:总之先培养物理的直观直觉吧。但是要写文章时就要强调 09/05 20:29
53F：→ yw1002:数学的rigor了 09/05 20:29