в чем суть опыта юнга

В чем суть опыта юнга

1. Какие два взгляда на природу света существовали с давних пор среди ученых?

До начала XIX в. не было доказательств ни в пользу волновых, ни в пользу корпускулярных представлений.

В настоящее время признана справедливой как волновая, так и корпускулярная теория.
Обе теории, дополняя друг друга, позволяют объяснять многие физические явления.

2. В чем заключалась суть опыта Юнга, что этот опыт доказывал и когда был поставлен?

В 1802 г. английский ученый Томас Юнг поставил опыт по сложению пучков света от двух источников, в результате чего получил не меняющуюся во времени картину, состоящую из чередующихся светлых и темных полос.
Юнг правильно объяснил возникновение полос интерференцией света.

Однако интерференция присуща только волновым (т. е. периодическим) процессам.
Поэтому oпыт Юнга стал доказательством того, что свет обладает волновыми свойствами.

3. В чем заключается интерференция звуковых волн?

При наложении двух когерентных волн (т. е. волн с одинаковой частотой и постоянной разностью фаз) образуется так называемая интерференционная картина, т. е. не меняющаяся со временем картина распределения амплитуд колебаний в пространстве.

В одних точках пространства колебания всегда происходят с максимальной амплитудой.
Это те точки, в которые колебания от обоих источников в любой момент времени приходят в одинаковых фазах и поэтому всегда усиливают друг друга.
В других точках колебания происходят с минимальной амплитудой.
Эти точки расположены по отношению к источникам так, что к ним колебания всегда приходят в противоположных фазах, ослабляя друг друга (а при равных амплитудах колебаний волны в любой момент времени полностью гасят друг друга).
В остальных точках колебания также происходят с постоянными амплитудами, значения которых лежат в промежутке от минимальной до максимальной.

4. Как на опыте можно получить интерференционную картину света?

в чем суть опыта юнга. Смотреть фото в чем суть опыта юнга. Смотреть картинку в чем суть опыта юнга. Картинка про в чем суть опыта юнга. Фото в чем суть опыта юнга

На проволочное кольцо с ручкой, затянутое мыльной пленкой, в затемненном помещении направляется свет желтого цвета.
На пленке образуются горизонтально расположенные чередующиеся желтые и черные полосы.

5. Как объяснить появление на мыльной пленке чередующихся полос?

в чем суть опыта юнга. Смотреть фото в чем суть опыта юнга. Смотреть картинку в чем суть опыта юнга. Картинка про в чем суть опыта юнга. Фото в чем суть опыта юнга

Свет, падая на пленку, частично отражается от передней поверхности в точке А, а частично проходит внутрь пленки и отражается от задней поверхности в точке В, после чего выходит из пленки в точке С.
Волны, выходящие из точек A и C, являются когерентными, т,к. они образуются от одного и того же источника.
Разность хода длин волн зависит от толщины пленки, которая в разных точках различна.
Если толщина пленки окажется такой, что волны будут выходить из точек А и С, имея одинаковые фазы, то эти волны при сложении усилят друг друга.
В результате возникнет максимум интерференционной картины — желтая полоса.
Если толщина пленки окажется такой, что волны будут выходить из точек А и С в противоположных фазах, то эти волны при сложении будут гасить друг друга.
В результате возникнет минимум интерференционной картины — темная полоса.

6. Что доказывает опыт с освещением мыльной пленки?

Этот опыт доказывает, что раз наблюдается явление интерференции, значит, свет обладает волновыми свойствами.

7. Что можно сказать о частоте (или длине волны) световых волн разных цветов?

Томас Юнг измерил еще и длину световой волны.
Оказалось, что свету разных цветов соответствуют волны разной длины (разной частоты).

Например, красному свету в световом диапазоне соответствует самая большая длина волны ( иначе самая маленькая частота).
Длины волн убывают (а частоты возрастают) в следующей последовательности цветов: красный, оранжевый, желтый, зеленый, голубой, синий, фиолетовый.

Источник

Эксперимент с двумя щелями и границы макромира

В 1900, последнем году XIX века, Макс Планк открыл кванты света: показал, что энергия света передается в виде минимальных энергетических пакетов. Так зародилась квантовая физика, которая, казалось бы, совершенно случайно попала из XXI века в начало XX-го. На практике квантовая механика оказалась одной из самых точных и строгих систем, известных науке: принципы квантовой механики лежат в основе деления атомного ядра, действия лазера, работы полупроводников. Сегодня уже осуществлены квантовая телепортация и квантовые вычисления. При этом, еще в 1927 году, на пятом Сольвеевском конгрессе, посвященном проблемам квантовой механики, состоялся знаменитый спор между Альбертом Эйнштейном и Нильсом Бором по поводу интерпретируемости квантовой механики. На тот момент победила точка зрения Бора («копенгагенская интерпретация»), указывающая, что следует абстрагироваться от концептуализации событий, происходящих при квантовых взаимодействиях, удовлетворившись математической согласованностью квантовой механики. При этом квантовая система понимается во многом как «черный ящик», но ее уравнения с удивительной точностью подтверждают результаты экспериментов.

Основное отличие квантовой физики (доминирует в микромире) от классической физики (доминирует в макромире) заключается в вероятностном характере квантовых процессов. Так, применительно к электрону в атоме, уравнения квантовой механики дают распределение вероятностей, указывающих, в какой точке орбитали должен быть электрон – и именно там он и оказывается по результатам эксперимента.

Именно с неопределенностью результатов квантового эксперимента вплоть до его окончания связаны и разнообразные квантовые парадоксы, увлекательно описанные в книге Николя Жизана «Квантовая случайность». С неопределенностью того же рода связан знаменитый реальный эксперимент с двумя щелями. Ниже я напомню суть этого эксперимента, после чего расскажу о его новейших постановках. Суть этих повторных экспериментов – наблюдать проявление квантовой вероятности не только в случаях с элементарными частицами, но и с атомами, неорганическими молекулами, крупными органическими молекулами и… так далее. Так нащупывается граница между микромиром и макромиром, то есть, областью доминирования квантовой физики и областью доминирования классической физики.

Эксперимент с двумя щелями

В начале XIX века в научном сообществе, представители которого мыслили в духе детерминизма классической физики, всерьез встал вопрос о том, что представляет собой свет: частицы или волны. Ньютон считал, что свет состоит из мельчайших частиц, «корпускул», что и позволяет объяснить его преломление. С другой стороны, теория Гука-Гюйгенса приводит к выводу, что свет проявляет волновые свойства. Ключевым экспериментом, призванным конкретизировать природу света, стал опыт с двумя щелями, поставленный Томасом Юнгом в 1801 году. Именно Томас Юнг, опираясь на феномен интерференции волн, окончательно сформулировал волновую теорию света, которую проиллюстрировал при помощи своего знаменитого эксперимента:

в чем суть опыта юнга. Смотреть фото в чем суть опыта юнга. Смотреть картинку в чем суть опыта юнга. Картинка про в чем суть опыта юнга. Фото в чем суть опыта юнга

Свет последовательно пропускается через два барьера, в первом из которых прорезана одна щель, а во втором — две. Если бы свет состоял из частиц-корпускул, то на экране, расположенном за вторым барьером, образовывалось бы две освещенные полосы, по одной напротив каждой из щелей. На самом же деле на экране образуется интерференционный узор, свидетельствующий, что свет распространяется по принципу волны. В 1818 году на основании этих данных Французская Академия выступила с вопросом о том, сможет ли кто-нибудь непротиворечиво объяснить природу света. В результате опытов Жака Френеля и Симеона Дени Пуассона на оставшуюся часть XIX века установилось представление о волновой природе света, которое было вновь оспорено только в 1900 году, когда Планк предложил вышеупомянутую концепцию «кванта». Промежуточным итогом, позволившим вписать физические свойства света в квантовую механику, стала теория корпускулярно-волнового дуализма, сформулированная Луи де Бройлем в 1924 году. Согласно этой теории, свет одновременно проявляет свойства волны и потока частиц.

На фоне такого развития событий в 1927 году Клинтон Дэвиссон и Лестер Джермер повторили эксперимент с двумя щелями на электронах, чтобы показать их дифракцию. Длина волны электрона зависит от энергии частицы, и оказалось, что электрон с энергией 100 эВ (электрон-вольт) имеет длину волны 0,1 нм, что весьма сопоставимо с расстоянием между атомами в кристаллической решетке. Поскольку к тому времени уже удалось получить дифракцию рентгеновских лучей в кристаллической решетке, дифракция электронов также дала ожидаемый результат: два пучка электронов, пропускаемых через две щели, оставляли на экране такие следы, которые должны оставаться от двух волн.

Именно тогда в полной мере началась эпоха квантовых парадоксов, на протяжении которой довелось узнать, что на микроуровне мир устроен существенно иначе, нежели на макроуровне, устроен абсурдно и контринтуитивно. Так, был обнаружен квантовый туннельный эффект, при котором квантовая частица с некоторой вероятностью может преодолеть барьер, непроницаемый для классической частицы. Была выявлена зависимость результата опыта от акта измерения, наиболее ярко представленная в виде мысленного эксперимента под названием «кот Шрёдингера» (а также его усложненного варианта под названием «друг Вигнера»):

в чем суть опыта юнга. Смотреть фото в чем суть опыта юнга. Смотреть картинку в чем суть опыта юнга. Картинка про в чем суть опыта юнга. Фото в чем суть опыта юнга

Не вдаваясь в подробное описание этих экспериментов, отмечу: характер течения квантовых экспериментов ключевым образом зависит от присутствия или отсутствия наблюдателя. Так, в вышеупомянутой постановке двухщелевого эксперимента с электронами интерференционная картина сохраняется, только когда за ходом эксперимента никто не смотрит. Если эксперимент пронаблюдать, то происходит коллапс волновой функции частицы, и поток электронов разделяется надвое. Электроны начинают вести себя как корпускулы и оставлять на экране не интерференционный узор, а две полосы напротив двух щелей. Данное явление называется «декогеренцией». По какой-то причине поток частиц теряет квантовую согласованность и перестает вести себя как единая волна.

При этом в 1949 году советским ученым Биберману, Сушкину и Фабриканту удалось продемонстрировать, что дифракционные свойства присущи не только потоку электронов, но и отдельному электрону, проходящему через детектор. Буквально в процессе подготовки этой публикации, 20 августа 2021 года, появилась новость об экспериментальном подтверждении корпускулярно-волнового дуализма у одиночного фотона. Дифракцию одиночного фотона выполнила команда во главе с Тай Хён Юн из Южнокорейского института фундаментальных наук. Таким образом, квантовой механике подчиняются мельчайшие частицы наблюдаемого мира… а вот каковы самые крупные объекты, которые также ей подчиняются?

Щель расширяется

В начале XXI была поставлена целая череда экспериментов, демонстрирующих, что двухщелевой эксперимент можно проводить не только с элементарными частицами, но и с атомами, молекулами, крупными молекулами, огромными молекулами и, возможно, даже с вирусами.

Подобные эксперименты гораздо сложнее экспериментов над электронами, как с физической, так и с технологической точки зрения. Создать пучок электронов и пропускать их через две щели можно при помощи электронных пушек, расположенных в вакуумированной камере. С молекулами, особенно крупными, приходится учитывать гораздо больше факторов: вес, форму, ориентацию молекул, а также силу химических связей между атомами в них. Для максимального упрощения этих факторов в одном из первых опытов, призванных исследовать квантовые эффекты на примере больших молекул, использовались фуллерены.

У меня в блоге я уже упоминал новейшие исследования, связанные с фуллеренами; напомню, что фуллерены – это крупные неорганические молекулы, состоящие из атомов углерода. Фуллерен C60 напоминает по форме футбольный мяч, а фуллерен C70 – мяч для регби. В описываемом опыте, поставленном в 1999 году, фуллерены доводили до газообразного состояния, нагревая в керамической печи до температуры 900 K, а затем с силой выдувая через щель в ее корпусе. Действительно, в таком опыте фуллерены демонстрируют интерференционный паттерн, характерный для двухщелевого эксперимента:

в чем суть опыта юнга. Смотреть фото в чем суть опыта юнга. Смотреть картинку в чем суть опыта юнга. Картинка про в чем суть опыта юнга. Фото в чем суть опыта юнга

В данном случае фуллерены проходили через детектор со скоростью около 200 м/c.

В 2019 году в Венском университете группа под руководством Армина Шайеги успешно провела двухщелевой опыт с молекулой грамицидина, состоящей из 15 аминокислот. Длина волны в таком эксперименте тем меньше, чем больше размер молекулы, поэтому детектор должен быть особенно чувствительным. Кроме того, приходится иметь дело с хрупкостью органических молекул, о которой я писал выше. Для проведения опыта Шайеги с коллегами покрыли тонким слоем грамицидина край вращающегося угольного колесика. Затем этот край бомбардировали лазерными импульсами длительностью по несколько фемтосекунд каждый, отщепляя таким образом молекулы грамицидина и по возможности не повреждая их. После этого отдельные молекулы грамицидина подхватывались струей аргона, гнавшей их в детектор со скоростью 600 м/с. Действительно, в данном эксперименте грамицидин продемонстрировал длину волны в 350 фемтометров.

в чем суть опыта юнга. Смотреть фото в чем суть опыта юнга. Смотреть картинку в чем суть опыта юнга. Картинка про в чем суть опыта юнга. Фото в чем суть опыта юнга

В сентябре 2019 году там же, в Венском университете, был поставлен еще более амбициозный опыт под руководством Маркуса Арндта. В ходе этого опыта удалось наблюдать волновые квантовые свойства у молекулы размером 2000 атомов, формула которой C707H260F908N16S53Zn4.

в чем суть опыта юнга. Смотреть фото в чем суть опыта юнга. Смотреть картинку в чем суть опыта юнга. Картинка про в чем суть опыта юнга. Фото в чем суть опыта юнга

Эти молекулы направляли в детектор, пропуская их через пятиметровую вакуумную трубку. Чтобы они случайно ни с чем не провзаимодействовали, для движения молекул выделили узкий «коридор», а саму трубку защитили от малейших колебаний при помощи системы пружин и амортизаторов. Такая молекула настолько огромна по сравнению с фуллереном и даже с элементарной частицей, что напрашиваются теории, предполагающие, что граница между микро- и макромиром вообще отсутствует, и макроскопические объекты также могут находиться в квантовой суперпозиции, правда, в течение исчезающе малых промежутков времени. В статье об этом эксперименте упоминается теория непрерывной спонтанной локализации (CSL), в соответствии с которой в уравнение Шрёдингера вводится стохастический нелинейный член, фактически разрушающий макроскопические суперпозиции с течением времени.

Вирус Шрёдингера

Итак, переходим к самому интересному. Квантовые эффекты в живой природе объективно реальны, например, именно на них основан фотосинтез. Но можно ли поместить живое существо в квантовую суперпозицию, то есть, провести его одновременно через две щели или воспроизвести эксперимент с котом Шрёдингера, но с участием вируса?

В 2009 году группа О. Ромеро-Изарта из Инсбрукского университета предложила осуществить оптическую левитацию вируса, так, чтобы вирус парил в вакуумной полости, а затем добиться запутанности вируса с квантовым состоянием микроскопического объекта, например, фотона.

в чем суть опыта юнга. Смотреть фото в чем суть опыта юнга. Смотреть картинку в чем суть опыта юнга. Картинка про в чем суть опыта юнга. Фото в чем суть опыта юнга

Источник

Опыт Юнга с квантовой точки зрения

Юнг, проковыряв две маленькие дырочки в непроницаемом для света экране, задал задачу науке не разрешимую до сих пор. Лучшие умы мировой науки (Фейнман, Пенроуз и множество других наших и не наших столпов) никак не поймут, почему так не логично ведут себя частицы и волны при проходе через эти две злополучные дырочки Юнга. К сожалению, в рамках атомарного уровня познания это понять вообще невозможно, сколько не бейся. Надо перейти на квантовый уровень, на 20 порядков ниже.

И опыт то вроде простой. Ну не сравнишь же его с коллайдером. Приходится констатировать:

Загадочный эксперимент в области квантовой физики, результаты которого современная наука не может объяснить.

Прямо беда какая-то.

Вот классическая схема эксперимента. Рисунок 1.

в чем суть опыта юнга. Смотреть фото в чем суть опыта юнга. Смотреть картинку в чем суть опыта юнга. Картинка про в чем суть опыта юнга. Фото в чем суть опыта юнга

S – источник света (у Юнга это обычный солнечный свет),

A – диафрагма с отверстием (у Юнга это оконная штора с небольшим отверстием),

B – непрозрачная пластина с отверстиями,

S1 и S2 – небольшие отверстия или щели в пластине,

И тут начинаются чудеса. Когда открыта только одна щель, на экране видна одна светлая полоса. Открывая вторую щель, мы надеемся получить вторую светлую полосу. Но не тут то было. Вместо двух полос мы видим три, а то и больше полос. На рисунке их пять. Все зависит от качества опыта. Причем оказывается, что расстояние между горбами кривой освещенности Δx для различных цветов различное.

Мало того средняя светлая полоса иногда оказывается прямо между отверстиями, куда свет по логике вещей вообще не должен попадать. А он попадает. Юнг смекнул, что свет имеет волновую структуру, и волны из двух щелей создают на экране интерференционную картинку. Примерно так:

в чем суть опыта юнга. Смотреть фото в чем суть опыта юнга. Смотреть картинку в чем суть опыта юнга. Картинка про в чем суть опыта юнга. Фото в чем суть опыта юнга

Роджер Пенроуз в своей книге “Новый ум короля” тоже нарисовал примерно такую же картинку. Рисунок 6.7.

в чем суть опыта юнга. Смотреть фото в чем суть опыта юнга. Смотреть картинку в чем суть опыта юнга. Картинка про в чем суть опыта юнга. Фото в чем суть опыта юнга

И по поводу этой картинки он высказал такие мысли.

Нет ничего загадочного в поведении обычной макроскопической классической волны, проходящей одновременно через две щели. Волна в конечном счете представляет собой всего лишь “возмущение” либо некоторой непрерывной среды (поля), либо некоторого вещества, состоящего из мириад крохотных точечных частиц.

Интересно, какие поля имеет в виду Пенроуз? Думаю, что кроме магнитного, электрического, электромагнитного, гравитационного и, может быть, торсионного полей, нам ничего найти не удастся. Может быть он хочет возвратится к эфиру или какому-нибудь особому вакууму? Что из этого было в комнате Юнга? Это эти поля интерферировали в его опытах? Похоже, что – нет.

Но в корпускулярной картине ситуация иная: каждый отдельный фотон сам по себе ведет себя, как волна! Ибо, если значительно уменьшить полную интенсивность света, то можно гарантировать, что вблизи щелей будет находиться не более одного фотона одновременно.

А один фотон – это что частица, ведущая себя как волна? Что – это какая-то летящая со скоростью света частица и все время раздувающаяся, как шар? Причем поверхность этого шара должна колебаться с соответствующей частотой. Или частица летит до щелей, не выказывая своих волновых свойств? И когда она и при каких условиях вдруг обнаружит, что ей надо развернутся до плоской волны? Практически шару с бесконечным радиусом. Какая-то несуразица.

В самом деле фотон и есть то вещество, как пишет Пенроуз, состоящее из мириад крохотных точечных частиц, то есть одиночных элементарных фотонов. Естественно, что элементарные фотоны мы измерять не можем. Это сверхзадача для человечества. Конечно же, элементарный фотон не может создать и интерференционную картинку. Это компактные вихри, которые не обладают свойством увеличения или превращения в какой-то синусоидальный вид.

Пенроуз делает верно, когда сравнивает размер фотона с размерами щели и расстоянием между щелями. Он пишет:

Если в качестве “размера” фотона принять его длину волны, то в масштабе фотона вторая щель находится от первой на расстоянии около 300 “размеров фотона” (а ширина каждой щели составляет около двух длин волн фотона).

Фотон никак не может одновременно контактировать с двумя щелями и поэтому у Пенроуза возникает вопрос:

Каким образом фотон, проходя через одну из щелей, “узнает” о том, открыта или закрыта другая щель?

На самом деле, в принципе не существует предела для расстояния, на которое могут быть разнесены щели, для того, чтобы произошло явление “гашения или усиления”.

А вот тут не так. Длина фотона в данном случае не имеет никакого значения. В щель пролезают элементарные фотоны, а не фотон целиком. Как генерируется фотон. Увеличим сильно нить накаливания лампочки.

в чем суть опыта юнга. Смотреть фото в чем суть опыта юнга. Смотреть картинку в чем суть опыта юнга. Картинка про в чем суть опыта юнга. Фото в чем суть опыта юнга

При подаче на проводник напряжения электроны придут в движение и излучат фотоны, которые и полетят в этом же порядке в пространство. Если, например, электрон а задержит фотон один, то фотон 1 задержится, но сечение фотона, то есть вектор Пойтинга, останется прежним. Вот такая и будет толщина фотона. Конечно, это идеальная картинка излучения фотона. На самом деле фотоны будут излучаться во все стороны от проводника. В этом повинна и форма проводника, и тепловое движение, и отражения, и преломления и тому подобное. Диаграмма излучения будет шарообразной. Это мы видим на практике.

Единственное что, к сожалению, мы не видим это то, что этот шар будет полый. Пока напряжение U будет возрастать, до тех пор и будут излучаться фотоны. Как только напряжение поменяет знак, ускорение прекратится, электроны будут двигаться по инерции и ничего излучать не будут. Вот этот, будем считать шарообразный, слой фотонов и отправится в путешествие от излучателя. Он улетит на некоторое расстояние от источника и за ним ничего не будет, пока электроны в проводнике не затормозятся обратным напряжением и не загрузятся новыми фотонами. Затем напряжение снова поменяет знак и начнет ускорять электроны, и они снова излучать новую волну фотонов. Расстояние между этими порциями энергии и есть длина волны излучения.

Фотоны, составляющие эти кольца или какие-нибудь другие фигуры в сечении, в идеале будут выглядеть примерно так:

в чем суть опыта юнга. Смотреть фото в чем суть опыта юнга. Смотреть картинку в чем суть опыта юнга. Картинка про в чем суть опыта юнга. Фото в чем суть опыта юнга

Таким образом, мы перед щелями мы всегда имеем волну “некоторого вещества, состоящего из мириад крохотных точечных частиц” по выражению Пенроуза.

Эти крохотные точечные частицы не что иное, как фотоны и они не точечные, а линейные, что чрезвычайно важно. Хотите, называйте их струнами или стрелочками Фейнмана. Каждый из элементарных фотонов проходит только через одну щель, и знать не знает и не желает знать, открыта вторая щель или закрыта. Природа делает свое дело.

Для элементарного фотона щель представляется тоннелем с торчащими со всех сторон атомами со своими электронами. Чем уже щель, тем труднее проскользнуть фотону не про взаимодействовав с каким-нибудь электроном. А взаимодействие всегда приводит к изменению направления фотона. Это приводит к тому, что на выходе щели получается рассеянное полусферическое кольцо. Если исходную волну мы считаем почти плоской, то на выходе щели – это сферическая волна. В ней элементарные фотоны частично перемешались, развернулись и сдвинулись.

И теперь самое главное. В этих волнах кажется полный беспорядок в элементарных фотонах. Тот фотон короткий, тот длинный, а тот еще длиннее. Все они беспорядочно сдвинуты по фазе в каждой волне. Как они могут усиливать или погашать друг друга, по выражению Пенроуза?

Современная наука приучила нас к тому, чтобы мы складывали синусоиды с учетом фаз. Но синусоиды – это виртуальные объекты и поэтому для них существуют свои виртуальные законы. А природа работает с объективно существующими импульсом и энергией фотона. И сумматору (электрону) в больших пределах безразлично, когда начнут на него воздействовать фотоны. Примерно так, как качелям безразлично, когда три человека передадут им свой импульс, лишь бы это случилось на восходящей или нисходящей ветви. То есть, когда качели находятся вверху и начали двигаться в низ, то один человек их может толкнуть сразу же, другой где-то в средине, а третий в нижней точке. А могут толкнуть все три одновременно. Если импульсы одинаковы, то и результат будет одинаков.

С фотонами такая же ситуация. Если два фотона оказались на каком-то электроне даже со сдвигом один относительно другого, то они могут сложиться на электроне и затем излучится в виде этой суммы.

в чем суть опыта юнга. Смотреть фото в чем суть опыта юнга. Смотреть картинку в чем суть опыта юнга. Картинка про в чем суть опыта юнга. Фото в чем суть опыта юнга

Рассмотрим увеличенный до атомов участок экрана. Конечно, это идеализирована схема. На данный участок падают фотоны со щели 1 (красные стрелочки) и фотоны со второй щели (голубые стрелочки). В зависимости от расстояния от щелей фотоны прибывают к одному и тому же атому в различное время. Допустим фотон из щели 1 попал на электрон 1 в точке а орбиты электрона. Импульс фотона будет тормозить электрон. Если фотон не излучился до точки б и в это время на этот же электрон попадет фотон со второй щели, то этот фотон будет ускорять электрон. То есть один фотон тормозил электрон, а второй ускорял электрон. Электрон согласно этой сумме сил приобретет какую-то скорость. И соответственно этой скорости излучит или поглотит фотон.

в чем суть опыта юнга. Смотреть фото в чем суть опыта юнга. Смотреть картинку в чем суть опыта юнга. Картинка про в чем суть опыта юнга. Фото в чем суть опыта юнга

На электроне 1 произойдет вычитание фотонов. На электроне 2 тоже произойдет вычитание фотонов. На электроне 3 может произойти как вычитание, так и сложение. А на электронах 4, 5, 6 произойдет сложение фотонов. Так по всей плоскости экрана и будет идти волной вычитание и сложение. В идеальном случае, результатами вычитания и сложения фотонов могут быть фотоны различной длины, от нулевой, до суммы квантов в обоих фотонах. Если ни один из результатов не будет резонансным для данного электрона, то электрон излучит эту сумму. Так как частоты этих излученных фотонов совпадают с частотой падающих фотонов, то это будет тот же цвет, только различной интенсивности. Появляются полосы различной интенсивности.

Если, например, экраном будет светочувствительная пластина, то суммарные фотоны определенной величины переведут атомы серебра на другие уровни. А суммарные фотоны меньше этой величины излучатся атомами, и атомы останутся в прежнем состоянии. На пластине будут светлые и темные полосы.

Сбивает с толку ученый люд и такое явление. Как быть с частицами? Они ведь тоже создают интерференционную картинку. Да, создают. Наверное, многие видели мультик, как дедушка в очках палит из пушки электронами по двум щелям и получает интерференционную картинку. Ему невдомек, что когда он палит из пушки, то ускоряет электроны, которые генерируют фотоны. А эти фотоны и создают данную картинку.

Если бы на экране скапливались в полосе электроны, то их потенциал можно было бы легко измерить. На светлой полосе один потенциал, а на темной полосе другой и все споры прекратились бы. И уж совсем невозможно представить, как электроны в светлых полосах нейтрализуют друг друга.

Но кроме этого возникает еще одна проблема с частицами. Когда мы пытаемся увидеть частицу, то есть проводим измерения, на одной щели, то интерференция прекращается. Очевидно, что мы вмешались в движение, чем изменили параметры движения этой частицы, и она вышла из интерференционного процесса. Фейнман определил интерференцию, как проход частицы через обе щели. По его теории, например, электрон одновременно движется по множественным путям к своему пункту назначения. До щели он летал, обходя все препоны и ловушки, и вдруг после щели попал в наш измерительный прибор. Не смог, имея в своем арсенале множество путей распространения, обойти наш прибор. Проведите тысячи измерений, и результат будет тот же.

В общем можно сказать, что никакого дуализма в том понятии, как представляют его себе ученые, нет. А тем более возводить это несуразное, не подчиняющееся никакой логике, понятие в закон квантовой механики и вовсе нелепо.

Дуализм существует только в таком виде. Фотон состоит из вихрей полей, назовите это волнами, а фотоны, движущиеся друг за другом с определенной скважностью (частотой излучения), представляют волну. Волна не материальна, она организатор материальных частиц в движение, которое мы называем волной.

Источник

Добавить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован. Обязательные поля помечены *