V-kosmose.com

Что такое эксперимент на двух щелях?

Физика > Что такое эксперимент на двух щелях?

Что такое эксперимент на двух щелях?

Опыт Юнга – эксперимент волновой теории света: описание и значение, расстояние между двумя щелями, интерференционная картина, ширина полосы, действие на схеме.

Что собою представляет свет? Это частица или волна? И какая именно фундаментальная механика управляет его поведением? Многие столетия квантовые физики пытались разгадать головоломку. Именно к этому вопросу относят эксперимент с двумя щелями.

Его провел Томас Юнг, использовавший два пучка частиц (когерентные волны), проходящих через две близко расположенных щели, которые должны были измерить силу удара при помощи задних экранов.

Ученый впервые выполнил опыт Юнга с двумя щелями в 1803 году, хотя говорят, что Исаак Ньютон делал нечто подобное в свое время. Ньютон извлекал сияние с кончиков волос, а Юнг применял прокладку карты с разрезом в эксперименте с расстоянием между щелями.

Если следовать классической теории частиц, то результаты эксперимента должны соответствовать щелям, то есть удары создают две вертикальные линии. Однако, все вышло по-другому. Во многих случаях присутствовала интерференция, что возможно лишь в том случае, если применялись волновые модели.

Классические частицы не мешают друг другу, они просто ударяются. Если частички обжигаются по прямой линии, то ударяют по форме щели. Если же есть две открытых щели, то появляется две вертикальных линии. Но эксперимент упрямо показывал, что пучки мешают друг другу и создают темные полосы.

Кроме того, эти полосы всегда были поглощены, словно представляли собою дискретные частицы (к примеру, фотоны). Чтобы все прояснить, установили измерительные приборы для исследования фотонов. Оказалось, что фотоны появляются в виде частиц, а их удары соответствовали щелям.

Вернув аппарат наблюдения на место, волновая функция рухнула и свет снова вел себя как классические частицы! То есть, свет вел себя как частица и волна, а наблюдения сужали варианты к предсказуемому.

Это эксперимент не только привел к теории о фотонах, но и помог расширить представление о мире квантовой механики, где все относительно, а наблюдатель не выступает пассивным объектом.