双缝干涉实验
牛顿:光是以太中运动的粒子。这可以解释光的折射和反射现象 惠更斯,胡克:光是以太中传播的振动,像声波一样。 托马斯杨的双缝干涉实验证明了光的波动性。如果光是粒子的,那么穿过两道缝隙的投影就会形成两道条纹,但是实际上观测的是一串明暗条纹,这种现象叫做干涉现象。干涉现象是波特有的,亮暗条纹的产生是因为两个波的波峰和波峰相遇,波谷和波谷相遇使得振动加强,则产生亮纹,波峰和波谷相遇使得振动抵消从而产生暗纹。
后来用有人用电子来做这个实验,就是著名的电子双缝实验,电子穿过双缝最后也形成了干涉条纹,如果电子是粒子的话,那么就不可能产生干涉条纹。波恩解释为:这还是概率问题,亮的地方是因为电子打到这里的概率比较大。后来改进实验,一次发射一个电子,如果一个电子打过来也形成干涉条纹,那不就证明一个电子穿过了两个缝吗,实验结果是,一个电子打过来会在屏幕上显示一个点,但是不一定在什么位置,但是随着时间的推移,打的电子越来越多,最后还是会形成干涉条纹。波恩认为依然还是能用之前的概率理论来解释,但是电子肯定是一次只能穿过一条缝的,要不走上面的缝,要么下的。而波动说的人认为,电子之所以能形成干涉条纹,还是因为电子能同时穿越两个缝。于是,就再做一个实验,在双缝后面观测电子到底走哪个缝,如果电子穿越两个缝,那么电子就是波,如果只穿过一个,那就是粒子。这个结果就很神奇了。
之前没观测的时候,形成了干涉条纹。观测之后,条纹消失了,这叫做量子擦除。
波尔则用互补原理进行解释:观察波动性,粒子性消失,观察粒子性,则波动性消失。