EMANの物理学 過去ログ No.10874 〜

 ● 二重スリットの実験(電子)

  投稿者:style - 2011/05/11(Wed) 22:32  No.10874 
はじめまして!
styleというものです。

量子力学の勉強を学校で行っていて今日、二重スリットの実験によって電子には波動性と粒子性があるということを学びました。

wikipediaで調べては見たのですが、詳しい実験方法が記述されておらずどのように実験されたのかわからないのですが、次のような場合どうなるのだろう?と考えました。

もし、電子を一発ずつ打つ時間間隔を長く(例えば、

(a)1時間に一発づつうって合計1万発
(b) 1分間に一発づつうって合計1万発(まぁ、現実的)

の二つの実験を同じ条件下で行った場合、えられる干渉縞というのはおおよそ同じになるのでしょうか?

もし、(a)と(b)で明らかな差((b)では干渉縞が得られるのに(a)では得られない)ことが結果として得られたらどのようなことがいえるのでしょうか?

初めての投稿で図々しいですが、よろしくお願いします。

  投稿者:hirota - 2011/05/12(Thu) 10:22  No.10876 
質問の仕方を見ると最初の答えは分かってるようですから、
(a)と(b)で明らかな差が得られたら・・に答えますと
既存の量子力学の解釈は間違ってる事になります。

  投稿者:ASA - 2011/05/12(Thu) 11:53  No.10877 
 一例としては、スリットに起因する各電子間の時間的相関があるかどうかでしょう。
 スリットになんらかの作用があると、その影響で干渉縞が異なると考えることができます。
 全く独立な確率的事象と看做すことがことができるならなら、双方のケースでの干渉縞はある程度の幅(理論で予想される)に納まってるはずです。
 スリット自体が大きな揺らぎを持つときは、電子間の相関を破壊するので、干渉縞が平均化され、明白な縞が見えなくなると考えられます。

 その他の要因で考えられるのは、電子が本当に自由な運動をしていたのかどうかでしょうか。

  投稿者:style - 2011/05/12(Thu) 15:06  No.10878 
>hirotaさんへ

解答ありがとうございます。

>(a)と(b)で明らかな差が得られたら・・に答えますと
既存の量子力学の解釈は間違ってる事になります。

わくわくしますね!

私的には今ある量子力学は解釈が若干ずれているかもしれないけど式としては問題ない状態にあるようなきがしてます。。。

  投稿者:style - 2011/05/12(Thu) 15:26  No.10879 
>ASAさんへ

解答ありがとうございます。



>スリット自体が大きな揺らぎを持つとき・・・

うーん、なんか難しいというか、”揺らぎ”という言葉の意味がわからないというか^^;



>スリットになんらかの作用があると、その影響で干渉縞が異なると考えることができます。

多少の誤差はいいとして、明らかに得られているか得られていないかが重要なきがします。


私的な意見なのですが、マクロな物体に対する真空(つまり、マクロな物体の運動によって”その媒質で覆われた空間”が乱されてもその影響は無視できる)のような電子に対する媒質で実験系を覆えば、干渉縞は得られないのかもと考えたりしています。

↑それでも得られるのなら、^^;ですね!


いろいろ調べている上で奇妙な動画をみつけたのですが、これって正しいのでしょうか?

>電子がどちらかのスリットを通ったかを観察するだけで干渉縞が生じない

http://www.youtube.com/watch?v=pIWuNNF1VZo

まずは、正しさかどうかだけ知りたいです。