作者leeminsham (..........)
看板Physics
標題[請益] 關於電子通過雙狹縫干涉的問題
時間Thu Sep 5 17:46:34 2013
最近在看一本科普書叫"愛麗絲漫遊量子奇境"
關於電子通過雙狹縫進行干涉這件事。
他的意思好像是，
當電子通過雙狹縫時，如果我們對他不做任何觀測，
那他在後面光屏的成像會是一個類似波干涉的圖。
但是若我們去觀察電子確切通過哪一點的話，
出現的圖像就不是波干涉的圖了，是個偏粒子現象的圖形。
就和這個影片表現的一樣。
https://www.youtube.com/watch?v=ZImlf6S9WnE
但是我有一個問題，
真的會有儀器可以確切觀察出電子通過哪一邊的狹縫嗎？
究竟這個實驗是一個思想實驗還是一個可以在現實中得到的實驗？
觀察之後圖形改變這件事，室友給我一個想法。
測量的東西越小，儀器所發出的波，波長越小，因此此波能量極大。
故測量時會"碰"到電子，使電子能量增大，波長變小。
因此狹縫對電子而言，縫隙已經變得太大了，而無法產生干涉。
我的疑問是，
這個"碰"的行為真的會發生嗎？
印象中讀到現在，沒有波碰到波而能量變大的狀況。
還是這個現象就只是量子物理的一個公理，無法解釋？
現在剛好要升大三，還沒碰過量子力學導論，
希望版上各位大大能幫我解答，感謝!!!
--
※ 發信站: 批踢踢實業坊(ptt.cc)
◆ From: 140.113.121.104
1F：推 ren1072:我覺得應該是用測不準來解釋耶！ 09/05 18:17
2F：→ leeminsham:這樣感覺很套公式 有沒有不套公式的講法?? 09/05 18:47
3F：→ leeminsham:就是我想知道這個觀察的過程中 發生了什麼事?? 09/05 18:52
4F：推 TuCH:你干擾了電子 各個電子就沒有同相位 不同相位就沒辦法干涉 09/05 19:06
5F：推 wohtp:你沒有讀到波碰到波能量變大的狀況，是因為大學物理是溫室裡 09/05 19:09
6F：→ wohtp:的學問。 09/05 19:10
7F：→ wohtp:拿繩子來說，如果彈性位能是 1/2 k x^2 + O(x^4)，你看看繩 09/05 19:12
8F：→ wohtp:波會發生什麼事？ 09/05 19:12
9F：→ wohtp:波碰到波會穿過去是線性系統的特徵。現實上大概沒有東西是線 09/05 19:14
10F：→ wohtp:性的，只有大約是線性的系統而已 09/05 19:15
11F：→ wohtp:至於這個測量的時候發生了什麼事...全世界沒有人知道。 09/05 19:15
12F：→ wohtp:你室友說的「測量這個行為干擾了受測的量子態」聽起來是最自 09/05 19:18
13F：→ wohtp:然最不玄幻的解釋了，可是也沒有人成功從這裡出發導出什麼 09/05 19:19
14F：→ wohtp:結論來。 09/05 19:19
15F：→ wohtp:Copehagen interpretation直接說，不管你怎麼測量的，就算是 09/05 19:20
16F：→ wohtp:擲筊卜卦看水晶球也好，只要你知道電子從哪個洞過去，量子態 09/05 19:21
17F：→ wohtp:就改變了。 09/05 19:21
18F：→ wohtp:換句話說，根據哥本哈根那群老前輩的共識，「人類知不知道」 09/05 19:24
19F：→ wohtp:本身就會影響量子態，跟你怎麼測量的沒關係。 09/05 19:25
20F：→ wohtp:（現在我在這裡推文解釋，還是沒辦法相信他們竟然可以接受 09/05 19:26
21F：→ wohtp:這麼玄幻的公設...） 09/05 19:26
22F：→ wohtp:除非你將來研究要往基礎量子力學那邊挖下去，不然實用上大家 09/05 19:27
23F：→ wohtp:都直接拿哥本哈根的玄學來用就是了。 09/05 19:27
25F：→ yw1002:現在最夯的是上面那個 09/05 20:07
27F：→ yw1002:不負責任亂入一下。量子波動力學最早是從Hamiltonian系統開 09/05 20:10
28F：→ yw1002:而且粒子受到場作用。但是在Dirac那篇1928年的論文 09/05 20:11
29F：→ yw1002:the quantum theory of electron有討論在no field情形 09/05 20:11
30F：→ yw1002:我絕得那跟廣相的測地線有異曲同工之妙 09/05 20:11
31F：→ yw1002:當粒子不受場作用時，就是所謂的慣性自由落體 09/05 20:12
32F：→ yw1002:可是你一旦要測量它....根據你所在的位置就產生座標 09/05 20:12
33F：→ yw1002:就是場源 09/05 20:13
34F：→ yw1002:只是現在跟schrodinger eq不同的是原本電子是受到連心力 09/05 20:14
35F：→ yw1002:而遵守U(1)對稱...於是根據Noether theorem有角動量守恆 09/05 20:14
36F：→ yw1002:但是現在如果你拿光子測量，系統遵守的是Lorentz對稱 09/05 20:15
37F：→ yw1002:那也許就是某種線動量守恆 09/05 20:15
38F：→ yw1002:總之兩種情形因為測不准原理都是波 09/05 20:15
39F：→ yw1002:不過我奉勸你，量子力學不用唸到很徹底才處理先進問題 09/05 20:17
40F：→ yw1002:套句費曼的話沒有人真的懂量子力學 09/05 20:18
41F：→ yw1002:再說量子力學從一開始的Hamiltonian system組態空間 09/05 20:19
42F：→ yw1002:real space/reciprocal space互為dual space....到後來 09/05 20:19
43F：→ yw1002:path integral functional variational principle 09/05 20:20
44F：→ yw1002:內容牽扯到的太廣泛......加上Green function之類的 09/05 20:20
45F：→ yw1002:要唸量子力學等於在廿通數學一樣 09/05 20:20
46F：→ yw1002:除非你目標是在得數學的Fields medal；不然專注在物理的 09/05 20:21
47F：→ yw1002:unsolved problem就需要時再找來用就好 09/05 20:21
48F：→ yw1002:我說Hamiltonian的dual space意思就是，統計上它是先求 09/05 20:23
49F：→ yw1002:系統組態....因為動能那裡是用laplacian線性算子 09/05 20:24
50F：→ yw1002:至於爲什麼動能可以那樣表達大概就是Hamilton系統的特色了 09/05 20:25
51F：→ yw1002:辛幾何之類的吧 09/05 20:25
52F：推 yw1002:總之先培養物理的直觀直覺吧。但是要寫文章時就要強調 09/05 20:29
53F：→ yw1002:數學的rigor了 09/05 20:29