การทดลองของหนุ่ม
(การทดสอบการแตกสองครั้ง)
นักวิทยาศาสตร์สงสัยมานานแล้วเกี่ยวกับธร รมชาติที่แท้จริงของแสง แสงมีการตีความที่แตกต่างกันไปตลอดประวัติศาสตร์ แต่ไม่มีใครจัดการได้ เพื่อให้ได้ฉันทามติ นักวิทยาศาสตร์บางคนเชื่อว่าแสงประกอบด้วยอนุภาคขนาดเล็ก คนอื่น ๆ เชื่อว่าแสงเป็นคลื่น และอันที่จริงสำหรับปรากฏการณ์ทางแสงหลายอย่างที่ถือว่าแสงเป็นอนุภาคหรือเป็นคลื่นช่วยอธิบายปรากฏการณ์บางอย่างได้ วิดีโอด้านล่างจะอธิบายการตีความธรรมชาติของแสงในช่วงหลายปีที่ผ่านมา
อย่างที่เราเคยเห็นในวิดีโอ แสงไม่ได้แสดงพฤติกรรมเพียงทางเดียว แต่ทั้งสองทาง คลื่น แต่ปรากฏการณ์ทางกายภาพเดียวกันสามารถนำเสนอลักษณะที่แตกต่างกันสองอย่างนี้ได้อย่างไร? ราวปี 1801 การทดลองที่ดีที่ดำเนินการโดย Thomas Young (1773-1829) ได้ตัดสินเรื่องนี้ให้เป็นที่โปรดปรานของ Huygens
การทดลองประกอบด้วยการยิงลำแสงผ่านจานที่มีรอยแยกเพียงช่องเดียวก่อน หลังจากกรีดนี้ ผลลัพธ์ก็คาดเดาได้อยู่แล้ว เนื่องจากนักฟิสิกส์ส่วนใหญ่ในขณะนั้นยังเชื่อว่าแสงเป็นลำอนุภาค ดังนั้นลำแสงจึงก่อตัวขึ้นเท่านั้น แต่เมื่อเพิ่มรอยผ่าเข้าไปอีกหนึ่งรอยในการทดลองนี้ ผลลัพธ์ก็น่าตกใจ! เพื่อให้เข้าใจดีขึ้น ดูวิดีโอ 3 ต่อไปนี้ด้านล่าง
กล่าวโดยย่อ... เชื่อกันว่าเมื่อหลายปีก่อนอนุภาคของแสงและอนุภาคย่อยของอะตอมเป็นเหมือนร่างกายของอิเล็กตรอน! อนุภาคจะมีพฤติกรรมเหมือนคลื่นได้อย่างไร? ดูตามนิยามของทั้งคู่ว่าอนุภาคคืออะไร? ในสาขาฟิสิกส์ คำว่า particle ใช้เพื่อกำหนดองค์ประกอบที่เล็กมาก (คำนี้มาจากภาษาละติน particula ซึ่งหมายถึงส่วนที่เล็กมาก
โดยปกติเมื่อเราพูดถึงอนุภาค เรากำลังพูดถึงอนุภาคย่อยของอะตอม นั่นคือ อนุภาคที่เล็กกว่าอะตอม สามารถแยกแยะอนุภาคสสารและอนุภาครังสีได้ การศึกษาอนุภาค (คืออนุภาคมูลฐานของสสารและการแผ่รังสี ตลอดจนปฏิกิริยาของพวกมัน) เรียกว่าฟิสิกส์อนุภาค[*] สำหรับฟิสิกส์ คลื่นเป็นการรบกวนที่แพร่กระจายในอวกาศหรือในที่อื่นๆ จำแนกตามลักษณะ ทิศทาง และพลังงานของการขยายพันธุ์ ขนส่งพลังงานและไม่สำคัญ[**]
กล่าวอีกนัยหนึ่ง อนุภาคและคลื่น เป็นสิ่งที่แตกต่างกันโดยสิ้นเชิง เราจะรับคุณสมบัติจากที่อื่นได้อย่างไร เพื่อให้นักฟิสิกส์เข้าใจปรากฏการณ์เหล่านี้ พวกเขาต้องปรับโครงสร้างกลไกคลาสสิกทั้งหมดในกลไกแบบใหม่ที่สามารถอธิบายปรากฏการณ์ประหลาดเหล่านี้ของเกล็ดที่เล็กที่สุด ซึ่งสร้างกลไกคลื่นหรือกลศาสตร์ควอนตัมขึ้นมา
เพื่อให้คุณเข้าใจแนวคิดได้ดีขึ้น ตามปกติ ด้านล่างนี้คือการจำลองสองแบบที่เกี่ยวข้องกับ _cc78d1905-13658bad1905การทดลอง โดย Thomas Young (Double Slit) ในนั้นพยายามสำรวจปรากฏการณ์ด้วยตัวเองและเปรียบเทียบกับ a ทฤษฎี ที่เรานำเสนอต่อคุณ เครื่องจำลองแรกเกี่ยวข้องกับการรบกวนของคลื่น หากคุณไม่เข้าใจจริงๆ ว่ามันคืออะไร ให้สำรวจเครื่องจำลองนี้ ตอนนี้ตัวจำลองที่สองคือ หมายถึงปรากฏการณ์ควอนตัมซึ่งเชื่อมต่อถึงกันอย่างสมบูรณ์กับเครื่องจำลองแรก สำรวจเครื่องมือ, ร่องคู่, การปล่อยอนุภาคย่อยแต่ละอะตอม, เพิ่มหรือลดระยะห่างระหว่างร่องแยกและทำความเข้าใจปรากฏการณ์ที่อธิบายไว้ที่นี่มากขึ้น
เครื่องจำลอง 1: คลื่นและการรบกวนของคลื่น
เครื่องจำลอง 2: คลื่นควอนตัม
_cc781905-5É-3194-bb3bd-136bad5cfde สำคัญคำอธิบายที่ต้องอธิบายปรากฏการณ์การรบกวนนี้คือความสัมพันธ์กับมิติของวัตถุที่เรากำลังเผชิญอยู่! แบบนี้!? ดู! อิเล็กตรอนเป็นองค์ประกอบเล็ก ๆ ของสสาร แต่มีขนาดเล็กมากจนการรบกวนจากภายนอกเปลี่ยนคุณสมบัติของมัน (ทำตัวเหมือนเม็ดโลหิตหรือเหมือนคลื่น) มี "เวทย์มนต์" จำนวนมากที่ถูกปลูกฝังในคำถามของผู้สังเกตการณ์ แต่ประเด็นคือวิทยาศาสตร์ดำเนินการ บนพื้นฐานของการสังเกตและเพื่อให้สามารถสังเกตบางสิ่งบางอย่างได้ เราจำเป็นต้องมีแสง!
_cc781905-5cde-3194-bb3b-136 เช่น คุณกำลังมองหน้าเซลล์ของคุณ you_3194-bb3b-136 เพราะแสงที่ออกมาจากโคมไฟส่องไปทั่วทุกที่ที่คุณอยู่ โดนโทรศัพท์มือถือแล้วสะท้อนเข้าตาของคุณ (โดยเฉพาะที่เรตินาของคุณ ซึ่งไวต่อแสง) ตอนนั้นเองที่คุณรู้วิธีระบุตำแหน่งโทรศัพท์มือถือของคุณ สิ่งเดียวกันนี้หมายถึงการทดลองทั่วไป
เพื่อให้นักวิทยาศาสตร์รู้ว่าเกิดอะไรขึ้นในการทดลอง เขาต้องมองเห็นแสง ดังนั้นเขาจึงต้องการแหล่งกำเนิดแสง รู้ว่ามีบางอย่างอยู่ที่นี่หรือที่นั่น แต่ตอนนี้วัตถุที่เรากำลังเผชิญคือควอนตัม นั่นคือ เล็กกว่าหรือเท่ากับขนาดของอะตอมเอง
ตามที่เราได้เห็นในบทที่แล้วเกี่ยวกับเอฟเฟกต์โฟโตอิเล็กทริก อัลเบิร์ต ไอน์สไตน์ มีลักษณะเฉพาะของแสงที่ช่วยชีวิต พลังงานที่เกี่ยวข้องกับการสำแดงของมัน (การกระจัด/การขยายพันธุ์ more โมเมนตัมเชิงเส้นโดยเฉพาะ).
_cc781905-5cde-3194-bbbad5cf-58d6 ในคำอื่น ๆ ที่เป็นคำแสง เมื่อพูดถึงพฤติกรรมเกี่ยวกับร่างกาย มันมีมิติอะตอม ลักษณะควอนตัม โฟตอนที่รู้จักกันดี! หากแสงส่องบนอิเล็กตรอน คุณสมบัติของอิเล็กตรอนจะเปลี่ยนไปเนื่องจากปฏิกิริยาระหว่างอิเล็กตรอนกับแสง
_cc781905-5cde-3194-bbbb5cf785190f- ตัวอย่างที่แย่กว่าสำหรับเว็บ เราจะเล่นบอลกับ bbbad_58d ฐานของตึกสูงและใหญ่ สิ่งที่ลูกบาสเกตบอลจะรบกวนการสร้าง? อะไรก็ตาม! เหมือนกับแสงที่ส่องมายังโทรศัพท์มือถือหรือคอมพิวเตอร์ตรงหน้าคุณ โดยจะตกลงมาแต่ไม่รบกวนแสง เนื่องจากขนาดสัมพัทธ์ของ "โฟตอน" กับขนาดทั่วไปของโทรศัพท์มือถือ/คอมพิวเตอร์ของคุณไม่มีนัยสำคัญ!_cc781905 -5cde-3194-bb3b -136bad5cf58d_
_cc781905-5cde-3194-bbbad5cf58d-136 บาสเกตบอลกับอีกคนหนึ่งตอนนี้ -bbbad5cf-136 ใช่ เราจะมีการเปลี่ยนแปลงในบาสเก็ตบอลตัวอื่น มันจะเริ่มเคลื่อนไหว... จะได้รับพลังงานจลน์ ฯลฯ สำหรับมิติของปัญหาที่เรากำลังเผชิญอยู่ตอนนี้ค่อนข้างจะเท่ากัน สิ่งเดียวกันนี้ใช้กับปัญหานี้ โฟตอน (แสง) และอิเล็กตรอน.