怎么确定电子表现为波动性还是粒子性和波动性?

粒子何时表现粒子性,何时表现波动性?这是由粒子的状态决定的,还是由观察者的意志或观察动作决定的呢?
实有观察的方式决定的.也就是说,你用粒子的方式去观察,就看到了“物质”(暂时用这个词)的粒子性.你用波动的方式去观察,就看到了波动性.比如说你让电子打在屏上,是以一种观察实体颗粒的形式观察的,它就形成一个亮点,表现出粒子性.假如你让电子通过小孔,他就会产生衍射条纹,这是因为你的方式是观察波动的,所以表现为波动性.不是受观察者意志决定,受观察方式决定.其实就是说波粒二象性是物质同一的一体的性质.就好比一个物体同时具有质量,有同时具有速度,你只能拿测速器测速度,拿天平测质量一样.
观察方式受观察者意志决定吗?如果不是,是由什么决定的呢?
关于“意识”和“现实”是一个很复杂纠结的问题。比如关于物质到底是波还是粒子。粒子代表的是不连续性,可是波代表的是连续性。他们统一的存在统一物体中真实令人大伤脑筋。
古典意识认为:现实就存在于哪里,它投影到人大脑中的形象就是人的意识。人的意识虽然片面甚至错误,但不影响“现实”的存在。
然而有一个物理实验却令这个常识性的认识土崩瓦解。这个实验叫:延迟实验。 实验并不复杂,有底子的话你可以查阅百度。但是揭示的结果非常震撼:人们可以再事情已经发生之后,来决定事情发生的方式。也就是说,人可以根据自己的意志,来决定已经过去的事情到底如何发生。
回到你的话题:我觉得你感兴趣的是人的意识是否影响观察。
答案是肯定的:比如单电子的双逢干涉(也很著名,你可以方便的找到资料),当人去观察其中一个缝时,发现电子只会通过双逢中的一条,在屏幕上打一个点,表现粒子性。但是当你不去观察,单个电子就会同时通过两条缝,在屏幕上产生干涉条纹,表现波得性质。
这里要注意:什么叫观察。
一种观察,比如说确定电子如何通过双逢,电子是非常小的,要观察他,必须有一个波长比他的尺寸更小的光线。这是就必须强大的伽马射线源。这时候强大的伽马射线对我们的目标电子产生了巨大的影响,使他的粒子性表现出来,而波得性质消减。
另一种观察,我们不去观察电子如何通过那条缝,我们只观察屏幕。这时候观察并不需要能量巨大的短波,我们只要肉眼看可见光就行。况且:观察的根本就不是电子本身,而是它引起的效果。而这种效果只有当电子是波得时候才能实现。
意识不是白来的,必须”观察“,而观察本身就是人参与到物理过程。当物体巨大时,观察他需要的光波不必很短,能量不大,干扰很小。但当我们观察原子尺寸的东西时,我们用到的都是能量巨大的射线,才能得到它们的一面性质。
人类的主动意志在研究物质本性时,做了选择,对结果产生了巨大影响,甚至决定性影响。这叫人择原理。是物理学研究的一部分。
要100%认清其中的奥妙是不可能的。因为未知是无限的。所以这些文字给你些提示罢了,你可以自由想象。
那为什么在双缝处无任何观察装置会导致人眼观测到干涉条纹?是人眼的缘故,还是光子性质的缘故?
那是因为人不去“观察”时,就没有能量扰动电子。人最后观察的是屏幕,那时候电子已经运动完毕。 而中途观察,电子正在行进,就像一个小麻雀在飞,我们为了确定它存在与否,发射了一枚响尾蛇导弹去追踪他。你说会怎样。
我的意思是,为何什么都不观测时会是明暗相间的干涉条纹而不是两条亮线?在没有任何的观测时,为什么会呈现波动性而不是粒子性?
超字数了,不得不截成图传上来。
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如何来体现光具有波动性及微粒性??
来源:互联网 发表时间: 16:22:14 责任编辑:王亮字体:
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为干涉,会有电子逃逸出,用小孔作试验可以得到清晰的衍射图像光电效应,波在遇到比自己波长小的物体时会绕过该物体继续传播。实践中,波峰与波峰,为光的微粒性干涉,传播后波的性质不变,要得到明显的干涉图像最好用相干(两个性质完全相同的)波源衍射:用一束光打在MG版上:又称绕射杨式双缝干涉实验有效的体现了光具有波的干涉性质光电效应则体现了光的能量是一份一份传播的,由于光的能量与电子相遇的瞬时性与有效性。实践中,相遇后两波性质不变,波峰与波谷相遇高度相减、波谷与波谷相遇高度相加:两道波相遇
解决方案2:
微观粒子就是一种微粒,像原子、电子、离子呀这些的都可以称为微观粒子。并不是只有光才有波粒二象性,电子也具有波粒二象性,另外根据德布罗意的物质波的理论有λ=h/p,h是普朗克常数,p是物体的动量,向生活中的宏观物质也会表现出波动性,只不过由于h很小所以波长λ也很小不容易被观察到。
解决方案3:
衍射嘛,其实不用那么麻烦的解释,光波也是波的一种,所以,笼统地说:波的衍射,就是波绕过障碍物继续传播的现象。 衍射是波特有的现象,不需要特殊条件,但是,如果要发生明显的衍射,则需障碍物或小孔的尺寸比波长小或跟波长差不多。
解决方案4:
呃``具体我忘了=,好象会有电子逸出什么的吧,背景屏幕上能看到干涉条纹.光电效应是光打在一块Mg板上:2个小孔距离与光波长差不多.杨式双缝干涉实验.所以光是波粒二重性,光照能打出电子说明了微粒性光的干涉现象体现了光的波动性
解决方案5:
光电效应 金属表面在光辐照作用下发射电子的效应,发射出来的电子叫做光电子。光波长小于某一临界值时方能发射电子,即极限频率和极限波长。临界值取决于金属材料, 而发射电子的能量取决于光的波长而与光强度无关,这一点无法用光的波动性解释。还有一点与光的波动性相矛盾,即光电效应的瞬时性,按波动性理论,如果入射光较弱,照射的时间要长一些,金属中的电子才能积累住足够的能量,飞出金属表面。可是实是,只要光的频率高与金属的极限频率,光的亮度无论强弱,光子的产生都几乎是瞬时的,不超过十的负九次方。正确的解释是光必定是由与波长有关的严格规定的能量单位(即光子或光量子)所组成。这种解释为爱因斯坦所提出。光电效应由德国物理学家赫兹于1887年发现,对发展量子理论起了根本性在光的照射下,使物体中的电子脱出的现象叫做光电效应(Photoelectric effect)。 光电效应分为光电子发射、光电导效应和光生伏打效应。前一种现象发生在物体表面,又称外光电效应。后两种现象发生在物体内部,称为内光电效应。
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新人求问:为什么电子的双缝实验在观察时会表现为粒子性而失去波性收藏
原来常驻宇宙吧,全是爱好非专业。因为跟别人聊到量子力学以及质量与能量的关系,涉及到了这个电子双缝实验。以前学校也有学,但全做死记硬背了事。今天想想,到底是因为它本身的特性,还是因为有可能仍然有我们人类没发现或还不了解的因素造成的?不知道大家都是怎么看的。来学习求教。
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波性、粒子性这样的说法,都是早先人们对于量子理论的模糊认识而产生的。而用这种模糊的术语是没法解释清楚这种现象的,只能当作一个观察到的现象去记忆。要想知道背后的道理,必须好好学习量子力学才行。
还是因为有可能仍然有我们人类没发现或还不了解的因素造成的?--是因为量子论发展早期人们认识的局限性造成的。那时候人们只了解粒子、只了解波,所以对既非粒子又非波的微观客体感到惊奇。
多谢传授啊,呵呵。但是还是有些不明白,就是为什么在观测它的时候会得到不同的结果,这又是什么机理呢?
回复:4楼量子力学里,任何观测都是互动的,你问什么,它答什么。而经典力学里面,它就那样儿,然后你去默默的观察。
回复:5楼“你问什么”——这个“问”是一个厄米算符的比喻“它答什么”——这个答是该厄米算符的本征态的比喻
各学派解释不一
这是测量公设中给出来的,公设就意味着现在没法解释。
根据正统学派的观念,在测量前,粒子哪里也不存在,而测量就会造成粒子出现在某一地方(比如双缝的一个缝),哥本哈根学派的解释是:观测站不仅扰动了被测量,并且产生了它。这个时候就是表现出粒子性。我们知道薛定谔波动方程,波函数是概率波,表现为在某点出现的概率。测量时产生波函数的塌缩,在某点产生针状波形。总结就是,观测产生了粒子性。
波函数的坍塌
也就是说量子力学并不能解释这背后的真正的原因了。就像没有现代医学的古代,中医理论占统治地位,但现代医学可以更精确的描述医理现象。量子力学就相当于微观物理的中医理论了,虽然可以指导生产但并非精确的描述本质。还需要加油啊。
电子收到了探测器的干扰,波函数坍缩。
探测器是如何干扰的,因为它是物质?因为它有电磁场?是否不同的物质来探测都会这样,还是任何物质来探测都会这样呢?
回复:14楼感谢你的回复,而且我明白干涉的原理。不明白的是为什么当用仪器观察时,为什么电子的波性就消失了。 探测器是如何干扰的,因为它是物质?因为它有电磁场?是否不同的物质来探测都会这样,还是任何物质来探测都会这样呢?
首先明确什么是仪器。探测双缝干涉时的目标屏算不算仪器?所以说并不是探测就会导致电子的波性消失。电子是波粒二象性的,你用探测波的方式来探测它,得到的就是波的结果;你用探测粒子的方式来探测它,得到的就是粒子的结果了。这就是所谓的见仁见智。在《薛定谔的小猫》(或者《寻找薛定谔的猫》,我记不清了)一书中,介绍了一个实验,可以同时检测粒子的波粒二象性。大致是这样的,让光子射向由两块三棱镜拼成的屏,在两块三棱镜间有微妙的缝隙。如果光子被三棱镜反射了,说明了光子的粒子性;如果光子隧穿了三棱镜,说明了光子的波动性,实验的结果是半数的光子反射,半数的光子隧穿。
解释有很多种我比较同意是仪器干扰,仪器检测必然要有电磁波与电子作用后,信息被捕捉,产生信息的条件就是与电子的能量交换,必然干扰电子的状态,电子显示出粒子性大。
我勉强能接受仪器干扰说法,但还是觉得奇怪,所谓干扰就是捣乱嘛,仪器干扰破坏了干涉条纹,变成越来越模糊一片比较正常,干扰成双缝条纹就很奇怪。
如果把光理解为程序是不是会好一点?你不观测的时候程序只计算波,不计算粒子,当被观测的时候才会计算粒子,并且这样能省掉很多运算
我没读到过真正描述波函数如何塌缩的文章。
因为观察后电子的位置确定,它不会自己与自己干涉了。自己与自己干涉不就是波的性质么。
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为兴趣而生,贴吧更懂你。或如何解释任何一种粒子的波动性,那么为什么日常生活中见不到的粒子是如何表现其波动性的.
粒子波动时微观粒子,宏观里是不存在的,这也就是为什么人们比较难理解波粒二象性的原因.宏观世界里,人们感受到的物体都遵守经典力学,而微观世界不是的.光子就是一种波动和粒子共同存在的,光线可以衍射,这说明光子是波动的,而光电效应又说明光子是微粒的.
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