[問題] 曝光量與光的波動性

看板Physics作者 (Bian)時間7年前 (2017/01/18 11:11), 編輯推噓5(5推 0噓 32→)
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最近看到一個高中物理考卷 其中有一題的選項是這樣的 當曝光量很小時，干涉條紋不明顯， 故此時呈現光的粒子性。此選項為正確選項 我疑惑的是 1.解釋是說曝光量小表示落在底片上的光子數目少，可以看到一顆一顆的光子，所以粒子 性明顯->意思是任何一種光，只要"照度"低就可以呈現粒子性嗎？ 不是應該是頻率高的 能量大的 粒子性才看的到嗎？ 例如伽瑪射線之類的 2.曝光量小有可能可以達成嗎？ 假設以機械作動來開關快門 真的可以達到極少數光子的曝光量嗎？ 還是這只是一種想像實驗呢？ 謝謝 -- ※ 發信站: 批踢踢實業坊(ptt.cc), 來自: 49.216.197.124 ※ 文章網址: https://www.ptt.cc/bbs/Physics/M.1484709116.A.2E4.html
推
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這種藉由干涉條紋來判斷波動性或粒子性的說法都是不精確的
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事實上 以量子力學的角度來看 根就沒有古典所描述的"粒子"
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量子力學實驗中最重要的發現是 在這個宇宙裡所有的物質都
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是"波" 古典力學只是一個近似理論 "粒子"也只是一種近似
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你很容易能設計一種實驗 有干涉現象但沒干涉條紋
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推
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就你的問題是不管光強或頻率如何 這些光子都會同時走兩個
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這不是古典力學中用"粒子"的概念能解釋的
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有無干涉條紋只是後來波疊加後的現象而已
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這個波疊加後的結果為何 不會改變過去光子同走兩個狹縫的
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事實 這是目前量力中最為人接受的一種"假說"
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推
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這種說法為什麼還是一種"假說" 是因為沒有直接的實驗證據
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這也是量子力學最神祕的地方:一個能量有限不可分割的光子
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或其他基本"粒子" 可以同時有機率的出現在兩個以上的位置
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物理學家用波函數的概念引入這樣的假說 但卻沒能有直接的
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實驗證據 所以我個人認為量力目前的問題是"實驗問題"而非
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"理論問題"
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推
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這30年來實驗物理學家對單光子的產生和量測已經在實驗室重
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複無數次了 絕非想像實驗
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不要跟高中近物太認真，顯然出題者常常自己一知半解
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01/18 16:07, , 20F
謝謝大家的回答 我是當下看的很困惑@@
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其實也可以反過來說，壓根兒就沒有所謂的波，所有的波都是
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粒子 XP
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古典力學裡面的波也沒辦法解釋能量為什麼是一包包的啊
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不過原文有一個地方大錯特錯：就算你一次只送一顆光子過去
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照樣會有干涉。
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正是這樣我們才說每個光子都是波。要不然的話，光的本質就
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單單是粒子而已。
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這個想像實驗裡一顆光子在屏幕上只有一個落點，但那是因為
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你測量的正是光子的位置，所以你在測量的時候才把光子釘死
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在一個點上。
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在你做測量之前，單顆光子的分布的確仍然是照著干涉條紋
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那要怎麼看到這個呢？多做幾次就可以了。
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仍然一次只送一顆光子過去，測量位置，記錄下來，重複。
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很多次以後，你就會看到這些光子的落點明顯描出干涉條紋
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波動性並不是來自許多光子之間的互相干涉。就算只有一顆光
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子，它也能自己干涉自己。
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推
01/22 23:48, , 37F
之前也卡過這裡 後來直接把單顆光子當成波就釋懷了
01/22 23:48, 37F
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