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§1.1实验基础 ·5 (b) 图1-2 实验事实是,这时在接收屏x处探测到电子的概率P(x)并不简单地等于两 缝各自单独开启时的概率P1(x)、P2(x)之和,而是存在两缝相互影响的干涉项 P(x)=P(x)十P2(x)十干涉项 这一干涉项可正可负,随x迅速变化,从而使P(x)呈现明暗相间的干涉条纹.如 果通过缝屏的是光波、声波,出现这种干涉项是很自然的.因为在x处的总波幅 (x)是由孔1、孔2同时传播过来的波幅功(x)、(x)之和 (x)=h(x)+(x) 而P(x)=|h(x)2、P2(x)=|(x)2,并且 P(x)=|(x)|2=|(x)+h(x)|2 (1.7) =P1(x)+P2(x)+2Re(i(x)(x) 传到x点处两个波幅的叠加,造成了这种干涉现象.但问题现在是电子.从经典粒 子的观念来理解,这个干涉项的存在令人十分困惑.每当人们在实验中探测到电子 的时候,它们总是有一定的能量、一定的电荷、一个静止质量,特别是有一个局域的 位置.正是这些物理特征给人们以电子是“粒子”的印象.拿这些观念和实验事实去 理解电子Young双缝实验中的干涉现象,觉得怎么都协调不起来.如果电子是以 粒子的“身份”通过狭缝的话,不论通过的是哪条缝,总之是只能穿过其中的一条 这时另一条缝的存在与否对这个电子的穿过行为并不产生影响.就是说,如果把电 子理解为经典概念中的“粒子”,两条缝的作用就应当是相互独立、互不干扰的,干 涉项并不存在.结果是两个单缝衍射强度的叠加.并且,更不可以说电子是以“经 典粒子”的身份同时从两条缝通过(比如说,半个电子从缝1,另半个则从缝2穿过 去).这种图像显然和人们从未测到过部分电子这个事实相违背.因为,既然一个电 子能剖开并部分地穿过一条缝,总应该能测到它的这个“部分”(比如,将探测器装 在一条缝上).至此,事情的复杂性还没完.因为,可以设想如下实验(判断路径
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