費(fèi)曼物理學(xué)講義-第三卷-量子行為
## 總結(jié)?
量子力學(xué)、量子行為、測(cè)不準(zhǔn)原理、不確定性
量子力學(xué)建立在測(cè)不準(zhǔn)原理之上,儀器的精度和準(zhǔn)確度在微觀領(lǐng)域不能同時(shí)提高,觀察微觀世界的儀器本身就會(huì)對(duì)觀察結(jié)果造成影響,從而測(cè)不準(zhǔn)。
## 開篇
開篇寫了本章的主要內(nèi)容:為了解釋微觀世界和日常經(jīng)驗(yàn)不同,并且用一種不可能以任何經(jīng)典物理學(xué)來(lái)解釋的現(xiàn)象說(shuō)明了量子力學(xué)的要點(diǎn)。
包括四個(gè)假想的實(shí)驗(yàn),我的概括是:子彈實(shí)驗(yàn)、波的實(shí)驗(yàn)、電子實(shí)驗(yàn)、外加光源的電子實(shí)驗(yàn)。
對(duì)比子彈的粒子性質(zhì)和水波的波的性質(zhì),來(lái)理解電子的量子行為。以下是原文。

## 子彈實(shí)驗(yàn)
? 實(shí)驗(yàn)裝置如圖1-1所示,首先是一把掃射的機(jī)槍,向任意角度發(fā)射子彈;接著是一堵帶有兩個(gè)孔的墻,孔的大小每次只能通過(guò)一顆子彈,并且子彈通過(guò)孔后以隨機(jī)的角度打向后障(子彈不是一直平行于孔的軸線打向后障);后障相當(dāng)于靶子,能記錄子彈,還有一個(gè)可移動(dòng)探測(cè)器,距離中心位置為任意x的長(zhǎng)度。
? 通過(guò)單位時(shí)間內(nèi),探測(cè)器接收的子彈數(shù)與后障“靶子”上的子彈數(shù)比較,就可以推測(cè)子彈出距離中心位置為x長(zhǎng)度的概率。通過(guò)改變x的值,就能測(cè)出不同位置子彈距離中心的概率。
? 孔1打開,孔2關(guān)閉,圖像為(b)的P1曲線;
? 孔1關(guān)閉,孔2打開,圖像為(b)的P2曲線;
? 孔1、2打開,圖像為(x)的曲線。

? 子彈的粒子特性,如圖上述實(shí)驗(yàn)圖像,概率是疊加的。以下是原文。

## 波的實(shí)驗(yàn)
??? 實(shí)驗(yàn)裝置如圖1-2所示,有一個(gè)一直振動(dòng)的波源,頻率相同,產(chǎn)生圓形的波;有一堵墻帶有兩個(gè)孔的墻,后面是一個(gè)吸收器,波不會(huì)發(fā)生反射,吸收器上的可移動(dòng)探測(cè)器能檢測(cè)波的強(qiáng)度,根據(jù)振動(dòng)強(qiáng)度不同,強(qiáng)度越大,探測(cè)器接收的波形起伏越明顯。原文如下。



孔1打開,孔2關(guān)閉,如(b)的 I1。
孔1關(guān)閉,孔2打開,如(b)的 I2。
孔1、2打開,如(c)所示。
(c)并不是(b)的疊加,它滿足三角函數(shù)的關(guān)系,兩個(gè)波之間發(fā)生了疊加和抵消的“干涉”。

## 電子的干涉實(shí)驗(yàn)
首先說(shuō)明,電子的實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象與子彈的實(shí)驗(yàn)相似類似,但是實(shí)驗(yàn)的圖像確實(shí)和波的實(shí)驗(yàn)圖像一致。
實(shí)驗(yàn)裝置如圖1-3所示,電子槍發(fā)射電子,通過(guò)孔1或者孔2到后障,電子接觸探測(cè)器后會(huì)發(fā)出“卡嗒”聲響。
現(xiàn)象:不同位置,出現(xiàn)聲響的時(shí)間快慢不一樣,但是響度是一樣的;
并且如果放置兩個(gè)探測(cè)器,不可能同時(shí)發(fā)聲,
也就是說(shuō)電子有先后順序,每個(gè)時(shí)刻只有1個(gè)電子到探測(cè)器,每個(gè)時(shí)刻只有一個(gè)電子通過(guò)孔1或孔2,要么通過(guò)孔1要么通過(guò)孔2。
實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象表現(xiàn)出子彈實(shí)驗(yàn)中粒子的性質(zhì)。
原文如下。


雖然實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象如同粒子,但是實(shí)驗(yàn)圖像類似于波的圖像,并不是簡(jiǎn)單的疊加。
原文如下。



## 外加光源的電子實(shí)驗(yàn)
首先說(shuō)明,外加光源觀察電子后,實(shí)驗(yàn)的圖像又類似于子彈實(shí)驗(yàn)的圖像。
接著上面的實(shí)驗(yàn),外加一個(gè)光源,光源可以觀察電子(光子碰到電子后反射到人眼)從哪個(gè)孔進(jìn)入。實(shí)驗(yàn)記錄如圖1-3所示。
孔1、2打開,外加光源,看到孔1附近閃光記錄如P1’;看到孔2附近閃光記錄如P2‘;不考慮閃光,總圖記錄如(c)。
改變光照強(qiáng)度,也許就能減少對(duì)電子的運(yùn)動(dòng)軌跡影響,但是再降低光照強(qiáng)度后,圖像依然如此,并且閃光的強(qiáng)度是一樣的(無(wú)論光照強(qiáng)度如何)。
當(dāng)光照強(qiáng)度觀察不到閃光時(shí),圖像又變成了類似于波的性質(zhì)圖像。
原文如下。



測(cè)不準(zhǔn)原理。

