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是什么观测导致了量子力学的主要理论?是双缝实验吗?

编辑:网友投稿来源:互联网整理更新时间:2020-08-30 10:48:41

一系列反常的实验观测结果导致了量子理论的发展。这一切都始于一些猜测工作,以找到一个理论来解释黑体辐射光谱。在那个时候,物理学家们对他们的成就非常满意,似乎只有一些没有解决的问题。普朗克提出,对于光谱中的每一个频率,都有一个最小的发射能量,E=hf。这个因子h被称为普朗克常数,它本质上是一个匹配因子,使理论和实验能够匹配。在那个阶段,发射归因于固体中振动的电子,这个极限也适用于电子。这是因为麦克斯韦经典电磁学理论已经很好地描述了光。

后来爱因斯坦发现,如果光同样受到最小能量的限制,那么你就可以解释另一个奇怪的实验结果。

在那个阶段,确实出现了一连串的活动来收拾残局。此外,实验正在探索更小更复杂的现象,奇怪的结果突然出现在各地。

关于杨氏双缝实验;它有一个显著的特性,就是能够突出量子理论中所有奇怪的东西。特别地,它突出了所谓的波粒二象性。

杨氏的双狭缝装置最初是用来演示光的波动特性的。屏幕上干涉条纹的存在是波的一种特殊性质。

对于粒子,它们被认为是局域的,这样一个粒子只能在空间的一点被探测到。

因此,如果一束电子入射到双狭缝设备上,人们可以预期电子会穿过其中一条狭缝,并在没有任何干扰的情况下撞击屏幕。然而,这并不是观察到的情况。

同样地,对于光,我们期望一个干涉图案,它会简单地消失,因为光源的强度逐渐降低。然而,这并没有被观察到。相反,当单个光子被探测到时,图案就会变得颗粒状。

最终,电子和光子的行为都是相似的,这表明它们之间存在一些潜在的相似性。我们用量子理论来描述这种相似性。

量子理论的大多数奇异之处,比如似乎是单个粒子干扰了自己,在杨的双缝实验中表现得很明显。特别是,类波的传播在薛定谔方程中得到了反映。类粒子探测在波恩规则和坍缩假设中得到了反映。崩溃假说是最奇怪的方面之一,因为它只描述测量的结果,而没有描述测量的实际是什么。难题在于,这些大杂烩式的规则实际上完美地描述了实验,却没有解释测量的作用。直到今天,这个测量问题仍然没有解决。
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