[請益] 關於電子通過雙狹縫干涉的問題

[leeminsham (..........)]

最近在看一本科普書叫"愛麗絲漫遊量子奇境"

關於電子通過雙狹縫進行干涉這件事。

他的意思好像是，

當電子通過雙狹縫時，如果我們對他不做任何觀測，

那他在後面光屏的成像會是一個類似波干涉的圖。

但是若我們去觀察電子確切通過哪一點的話，

出現的圖像就不是波干涉的圖了，是個偏粒子現象的圖形。

就和這個影片表現的一樣。

http://www.youtube.com/watch?v=ZImlf6S9WnE


但是我有一個問題，

真的會有儀器可以確切觀察出電子通過哪一邊的狹縫嗎？

究竟這個實驗是一個思想實驗還是一個可以在現實中得到的實驗？


觀察之後圖形改變這件事，室友給我一個想法。

測量的東西越小，儀器所發出的波，波長越小，因此此波能量極大。

故測量時會"碰"到電子，使電子能量增大，波長變小。

因此狹縫對電子而言，縫隙已經變得太大了，而無法產生干涉。


我的疑問是，

這個"碰"的行為真的會發生嗎？

印象中讀到現在，沒有波碰到波而能量變大的狀況。

還是這個現象就只是量子物理的一個公理，無法解釋？

現在剛好要升大三，還沒碰過量子力學導論，

希望版上各位大大能幫我解答，感謝!!!

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◆ From: 140.113.121.104
推 ren1072:我覺得應該是用測不準來解釋耶！
→ leeminsham:這樣感覺很套公式  有沒有不套公式的講法??
→ leeminsham:就是我想知道這個觀察的過程中  發生了什麼事??
推 TuCH:你干擾了電子 各個電子就沒有同相位 不同相位就沒辦法干涉
推 wohtp:你沒有讀到波碰到波能量變大的狀況，是因為大學物理是溫室裡
→ wohtp:的學問。
→ wohtp:拿繩子來說，如果彈性位能是 1/2 k x^2 + O(x^4)，你看看繩
→ wohtp:波會發生什麼事？
→ wohtp:波碰到波會穿過去是線性系統的特徵。現實上大概沒有東西是線
→ wohtp:性的，只有大約是線性的系統而已
→ wohtp:至於這個測量的時候發生了什麼事...全世界沒有人知道。
→ wohtp:你室友說的「測量這個行為干擾了受測的量子態」聽起來是最自
→ wohtp:然最不玄幻的解釋了，可是也沒有人成功從這裡出發導出什麼
→ wohtp:結論來。
→ wohtp:Copehagen interpretation直接說，不管你怎麼測量的，就算是
→ wohtp:擲筊卜卦看水晶球也好，只要你知道電子從哪個洞過去，量子態
→ wohtp:就改變了。
→ wohtp:換句話說，根據哥本哈根那群老前輩的共識，「人類知不知道」
→ wohtp:本身就會影響量子態，跟你怎麼測量的沒關係。
→ wohtp:（現在我在這裡推文解釋，還是沒辦法相信他們竟然可以接受
→ wohtp:這麼玄幻的公設...）
→ wohtp:除非你將來研究要往基礎量子力學那邊挖下去，不然實用上大家
→ wohtp:都直接拿哥本哈根的玄學來用就是了。
推 yw1002:http://tinyurl.com/lrqu5jo
→ yw1002:現在最夯的是上面那個
推 yw1002:http://en.wikipedia.org/wiki/Quantum_measurement
→ yw1002:不負責任亂入一下。量子波動力學最早是從Hamiltonian系統開
→ yw1002:而且粒子受到場作用。但是在Dirac那篇1928年的論文
→ yw1002:the quantum theory of electron有討論在no field情形
→ yw1002:我絕得那跟廣相的測地線有異曲同工之妙
→ yw1002:當粒子不受場作用時，就是所謂的慣性自由落體
→ yw1002:可是你一旦要測量它....根據你所在的位置就產生座標
→ yw1002:就是場源
→ yw1002:只是現在跟schrodinger eq不同的是原本電子是受到連心力
→ yw1002:而遵守U(1)對稱...於是根據Noether theorem有角動量守恆
→ yw1002:但是現在如果你拿光子測量，系統遵守的是Lorentz對稱
→ yw1002:那也許就是某種線動量守恆
→ yw1002:總之兩種情形因為測不准原理都是波
→ yw1002:不過我奉勸你，量子力學不用唸到很徹底才處理先進問題
→ yw1002:套句費曼的話沒有人真的懂量子力學
→ yw1002:再說量子力學從一開始的Hamiltonian system組態空間
→ yw1002:real space/reciprocal space互為dual space....到後來
→ yw1002:path integral functional variational principle
→ yw1002:內容牽扯到的太廣泛......加上Green function之類的
→ yw1002:要唸量子力學等於在廿通數學一樣
→ yw1002:除非你目標是在得數學的Fields medal；不然專注在物理的
→ yw1002:unsolved problem就需要時再找來用就好
→ yw1002:我說Hamiltonian的dual space意思就是，統計上它是先求
→ yw1002:系統組態....因為動能那裡是用laplacian線性算子
→ yw1002:至於爲什麼動能可以那樣表達大概就是Hamilton系統的特色了
→ yw1002:辛幾何之類的吧
推 yw1002:總之先培養物理的直觀直覺吧。但是要寫文章時就要強調
→ yw1002:數學的rigor了