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“以前的老设备是发射电子束进行双缝干涉,一束电子束里面是有很多电子的。
所以干涉条纹被认为是同一时间里通过一条缝的一部分电子,和通过另一条缝的另一部分电子之间发生的干涉。”
她说话间指了指挡板间的两条缝,“这个能明白吧?”
王瑞和刘子琦齐齐点头,李勇早已心不在焉,自然是没有反应。
“新的实验设备变成了每次发出一个单独的电子,这个单电子朝这样的双缝挡板射过去,会发生什么?”
她没有理会谢老师,只问自己的三个学生,他们显然不知道怎么回答。
谢老师并不知道这后面的新衍生实验,也不知道原来已经有设备能每次发出一个单独电子了,听谭老师说到便有些失落,至少在这方面,自己还是有不如人的地方。
他知道初中生是没法回答的,自己就接了过来,“电子具有明显的量子特性,波动性明显,单独一个电子穿过窄缝就会有明显的衍射特征,对吗?”
“单独电子……”
王瑞终于插嘴问,“怎么表现波的衍射特征呢?”
“非常好的问题。”
谢老师答道,看了一眼谭老师,“一个电子穿过缝发生衍射很难看出来,因为最后打在幕布上的就只有一个点。
但从统计概率上却可以表现出来,每次一个电子在后面屏幕留下一个点,电子最后留下的轨迹多了,很多点在一起形成图案,就能显出衍射样式特征了。
这在统计上就证明了它的波的性质。”
“谢老师说得很好。”
谭老师继续讲解,“那这么一个单电子发射装置进行的双缝实验,每次发射一个电子,在连续发射很多个电子之后,最后屏幕上累计下来的统计轨迹,还是类似我们现在看到的明暗相间的干涉图案吗?”
这问题让谢老师愣住了。
刘子琦一边努力跟上,一边低声喃喃自语帮助思考,手指也紧张地揉搓着,“每次一个电子,这个电子经过双缝挡板……只能经过一个缝。
那只能通过一个缝发生衍射。
另外一个缝没有电子穿过,也就没有衍射波。
这样的话,电子就没有东西跟它干涉了。
这样的话……其实就是两个单缝衍射实验叠加在一起,没有干涉发生……”
他略微思索了一会儿,“所以,这样的实验结果,应该是没有明暗相间的干涉图案,谭老师,我说的对吗?”
谭老师听他这一席话吃了一惊,且不说这些概念都是靠他自学理解和掌握的,光是初中生能有这么清楚的思维,这能力就非常惊人。
她这时想起了这孩子是转学过来的,父亲是外调专家。
谭老师正要说话,却听见另一边王瑞抢先道:“不对,不是这样。”
王瑞低着头,没有看任何人。
“不是这样,结果还是会出现干涉图案。
虽然是每次一个电子,但最后还是会出现干涉。”
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