: Waves and Particles Living Together

Оглавление

Сбросить всё

←

→

Английский оригинал	Перевод на русский
Сожалеем, но текст оригинала доступен только зарегистрированным пользователям.	Уживаюшиеся волны и частицы. Irina73 19.08.14 в 16:32 0
	В квантовой физике, два альтернативных объяснения работы света в зависимости от обстоятельств. Irina73 21.08.14 в 15:42 0
	Иногда свет действует как волны, и иногда это ведет себя как частица, фотон. Irina73 21.08.14 в 15:43 0
	По мере того как квантовая физика продолжала развиваться, этот дуализм волны-частицы появляется снова и снова, поскольку даже частицы, казалось, начинают вести себя как волны. Irina73 21.08.14 в 15:46 0
	Объяснение этого странного поведения находится в волновой функции кванта, которая описывает поведение отдельных частиц способом подобным волне. Irina73 21.08.14 в 15:48 0
	Эта странное квантовое поведение частиц и волн имеет решающее значение для понимания квантовых теорий таких как теория струн. Irina73 21.08.14 в 15:49 0
	Теория Эйнштейна специальной относительности по-видимому разрушила теорию эфирной среды, и со своей теорией фотона он доказал, как свет может работать без него. Irina73 22.08.14 в 18:24 0
	Проблема состояла в том, что в течение более чем столетия существовало доказательство того, что свет на самом деле действовал как волна. Irina73 22.08.14 в 18:28 0
	Свет как волна: Эксперимент с двумя щелями Irina73 22.08.14 в 18:24 0
	Эксперимент, который доказал, что свет действует как волна был экспериментом с двумя щелями. Irina73 25.08.14 в 11:39 0
	Он показал что луч света, проходящий через две щели создает интерференцию светлых и темных полос на экране. Irina73 25.08.14 в 11:42 0
	Такого рода изменения являются отличительной чертой поведения волны, а это означает, что свет должен был быть в форме волны. Irina73 25.08.14 в 11:44 0
	Эти интерференционные картины света были замечены во времена Исаака Ньютона, в работе Франческо Марии Гримальди. Irina73 25.08.14 в 11:45 0
	Эти эксперименты были значительно улучшены молодым экспериментатором Томасом Юнгом в 1802 году. Irina73 25.08.14 в 11:46 0
	Для наглядности эксперимента, свет, проходящий через две щели, должен иметь одинаковую длину волны. Irina73 25.08.14 в 11:48 0
	Сегодня, это можно сделать с помощью лазеров, но они были недоступны во времена Юнга, поэтому он придумал гениальный способ получить одинаковую длину волны. Irina73 25.08.14 в 11:50 0
	Он сделал одну щель и пропустил свет через это, а затем свет пропускал через две щели. Irina73 25.08.14 в 11:55 0
	Поскольку свет, проходящий через две щели, приходил из одного источника, лучи находились в фазе друг с другом и эксперимент работал. Irina73 25.08.14 в 11:58 0
	Эта экспериментальнная установка показана на рисунке 7-3. Irina73 25.08.14 в 12:00 0
	Рисунок 7-3: В эксперименте с двумя щелями, свет создает светлые и темные полосы на экране. Irina73 25.08.14 в 12:01 0
	Как вы можете видеть на рисунке, конечным результатом является серия светлых и тёмных полос на последнем экране. Irina73 25.08.14 в 12:02 0
	Это происходит из-за интерференции световых волн, показанной ранее на рисунке 5-2 в главе 5. Irina73 25.08.14 в 12:04 0
	Напомним, что изменение обусловлено наложением амплитуды волн. Irina73 25.08.14 в 12:07 0
	Когда высокие и низкие амплитуды накладываются, они уравновешивают друг друга, создавая темные полосы. Irina73 25.08.14 в 12:10 0
	Если высокие амплитуды перекрывают друг друга, амплитуда общей волны равна их сумме, и то же самое происходит с низкой амплитудой, в результате чего образуются светлые полосы. Irina73 15.09.14 в 08:49 0
	Это двойное поведение было проблемой фотонной теории света Эйнштейна, потому что, хотя фотон имел длину волны, согласно Эйнштейну, он все еще был частицей! Irina73 15.09.14 в 08:52 0
	Как у частицы могла существовать длина волны? Irina73 15.09.14 в 08:53 0
	Концептуально, это не имело никакого реального смысла, до тех пор, пока молодой француз не предложил решение. Irina73 15.09.14 в 08:54 0
	Частицы как волны: Гипотеза де Бройля Irina73 06.09.14 в 08:36 0
	В 1923 француз Луи де Бройль предложил смелую новую теорию: частицы материи также имели длину волны и могли вести себя как волны, что фотоны и делали. Irina73 15.09.14 в 13:46 0
	Здесь была цепь рассуждений де Бролья. Irina73 15.09.14 в 13:47 0
	В рамках специальной теории относительности, материя и энергия были разными проявлениями одного и того же. Irina73 15.09.14 в 13:48 0
	Фотон - частица энергии, с длиной волны, связанной с ним. Irina73 15.09.14 в 13:50 0
	Таким образом, частицы вещества, например электроны, также должны иметь длину волн. Irina73 15.09.14 в 13:51 0
	В его докторской диссертации изложенны вычисления относительно длины волны (и имеющихся других волновых свойств). Irina73 15.09.14 в 13:54 0
	Два года спустя, два американских физика продемонстрировали эксперимент де Бройля выполняя эксперименты, которые показали, интерференционную картину с электронами, как показано на рисунке 7-4. Irina73 15.09.14 в 13:55 0
	(Эксперимент 1925 года фактически не был экспериментом с двумя щелями, но он ясно показал интерференционную картину. Irina73 15.09.14 в 13:58 0
	Эксперимент с электронами с двумя щелями проводился в 1961.) Irina73 15.09.14 в 13:58 0
	Рисунок 7-4: Электроны демонстрируют интерференционную картину в эксперименте с двумя щелями. Irina73 15.09.14 в 14:00 0
	Это поведение показало, что независимо от того, что управлял квантовый закон, фотоны управлялись также как частицы. Irina73 15.09.14 в 14:27 0 Это поведение показало, что каким бы ни был квантовый закон, который управлял фотонами, он также управлял и частицами. Swarlz 15.09.14 в 20:48 0	+1
	Длина волны частиц, таких как электрон очень маленькая по сравнению с фотоном. Irina73 15.09.14 в 14:11 0
	Для более крупных объектов, длина волны даже еще меньше, быстро становясь настолько малой что становиться незаметной. Irina73 15.09.14 в 14:12 0
	Вот почему такого рода поведение не проявляется у более крупных объектов. Irina73 15.09.14 в 14:13 0
	Если вы швыряете мячи через две щели, вы никогда не увидите интерференционную картину. Irina73 15.09.14 в 14:14 0
	Однако, это оставило открытым вопрос, что вызывало волновое поведение в этих частицах энергии или материи. Irina73 15.09.14 в 14:16 0
	Ответ лежит в основе новой области квантовой механики. Irina73 15.09.14 в 14:15 0
	(Теория струн позже скажет, что оба типа частиц — материя и энергия — являются проявлениями вибрирующих струн, но это будет приблизительно через 50 лет со времени де Бролья.) Irina73 15.09.14 в 14:18 0
	Вы можете представить себе проблему, если посмотрите на изображение на рисунке 7-5 полученное вследствие эксперимента. Irina73 15.09.14 в 14:20 0	+1
	Световая волна проходит через обе щели, и вот почему волны влияют друг на друга. Irina73 15.09.14 в 14:21 0
	Но электрон или фотон, если на то пошло, не может пройти через обе щели одновременно, если вы думаете о них так, как мы привыкли думать, он должен выбрать щель. Irina73 15.09.14 в 14:24 0

Следующая страница →