Научная литература
booksshare.net -> Добавить материал -> Физика -> Вихман Э. -> "Квантовая физика" -> 100

Квантовая физика - Вихман Э.

Вихман Э. Квантовая физика — М.: Наука, 1972. — 396 c.
Скачать (прямая ссылка): kvantovayafizika1972.pdf
Предыдущая << 1 .. 94 95 96 97 98 99 < 100 > 101 102 103 104 105 106 .. 194 >> Следующая


На этот вопрос следует дать положительный ответ. Мы будем наблюдать интерференцию. Но следует признать, разумеется, что практически выполнение такого опыта с электронами нелегкое дело. Впрочем, нам и нет необходимости выполнять этот опыт, потому что дифракция электронов на кристалле сама по себе служит исчерпывающим доказательством существования интерференционных явлений. Каждый атом кристалла, «освещенный» приходящей электронной'волной, есть источник дифрагировавших волн, и сово-

*) На практике это может оказаться неверным, но для прост отьг рассуждений мы предполагаем, что электрон может пройти либо в счетчик Cj, либо в счетчик С4.

200
купность этих волн образует наблюдаемую с помощью кристалла дифракционную картину. Что означает «совокупность волн образует»? Под словом «образует» мы понимаем сложение амплитуд отдельных волн, в результате чего получается полная амплитуда волны, исходящей из кристалла. Квадрат этой результирующей амплитуды представляет собой интенсивность — величину, определяющую отклик детектора.

33. В п. 39—42 гл. 4 мы обсуждали дифракцию фотонов на двух щелях. Предположим, что такой же опыт производится с электронами. Схема устройства пока- ^

зана на рис. ЗЗА, который иден- /

тичен рис. 39А гл. 4. В обоих Зкран s''rifts'

случаях рассуждения совершен- i

но идентичны и интенсивность +д | /»; /

/ (г, 0), наблюдаемая на расстоя- Источник

ниях, больших по сравнению с з/гектртор^ S

ла 0 может быть определена счетчиками. Она пропорциональна скорости счета, если опыт выполняется с помощью пучка электронов.

Опыт, полностью аналогичный этому упрощенному мысленному опыту, был выполнен и подтвердил предсказания, следующие из формулы (33а) *).

34. Чтобы наблюдать интерференционные явления, следует открыть обе щели, тогда каждый электрон сможет пройти через любую из них. Чтобы быть уверенным в том, что электрон прошел через данную щель, следует закрыть другую, но при этом мы, конечно, не сможем наблюдать дифракцию от двух щелей. Поместив счетчики непосредственно за щелями, мы можем сказать, через какую щель прошел электрон, но мы нарушим интерференционную картину. Скорость счета в обоих счетчиках будет одинаковой. От одного электрона может сработать один и только один счетчик. Регистрируемый электрон несет полный заряд и всю энергию первичного электрона. Нельзя предсказать заранее, какой из обоих счетчиков сработает, но можно вычислить и предсказать вероят-

*) Mollenstedt G., Diiker Н. Beobachtungen und Messungen an Biprisma-In-terferenzen mit Elektronenwellen.— Zs. f. Phys., 1956, v. 145, p. 377; см. также: Chambers R¦ G. Schift of an Electron Interference Pattern by Enclosed Magnetic Flux.— Phys. Rev., 1960, v. 5, p. 3. В последней работе сообщается об очень интересном явлении, не рассматриваемом в этой книге. Читатель может изучить его самостоятельно.

(33а)

Рис. ЗЗА. Воображаемый опыт: дифракция электронов от двух щелей. Этот рисунок повторяет рис. 39А гл. 4, с тем лишь различием, что источник света S заменен источником электронов

где /о (г, 0) — интенсивность

при одной открытой щели. Зависимость интенсивности от уг-

7 Зак. 127

201
ность регистрации, найдя интенсивность волны, прошедшей через щель.

Читатель должен вернуться к рассуждениям п. 48 гл. 4, где было показано, что при дифракции от двух щелей невозможно указать, через какую именно щель прошел фотон. Те же рассуждения применимы и к электронам. Нельзя создать прибор, который указал бы, через какую именно щель прошел электрон, не нарушив картину дифракции от двух щелей.

35. Несколько слов о терминологии. Обсуждая открытие волй де Бройля, мы говорили о «волнах, связанных с частицей». Это выражение нельзя считать удачным, ибо оно звучит так, будто бы мы имеем классическую частицу, каким-то образом движущуюся вместе с волной. Некоторые называют волну де Бройля «ведущей волной», но и это не лучше. Волна де Бройля не является волной, движущейся вместе с классической частицей и «ведущей» ее. Волна де Бройля и частица — это один и тот же объект. Ничего другого нет. Реальность заключается в том, что частицы, созданные природой, имеют свойства волны. Если мы хотим подчеркнуть эту реальность, то говорим о дебройлевской волне электрона, но этот термин является синонимом слова «электрон». Извинением за использование плохих терминов на предыдущих страницах служит предварительный и отчасти исторический характер изложения. Этим оправдано, например, такое выражение, как «волна, связанная с частицей». Теперь пришло время уточнить терминологию.

Вернемся к опыту с двумя щелями. В этом опыте нет ничего, что указывало бы на классическую частицу, проходящую через одну из щелей и «управляемую» волной, проходящей через обе щели. Иначе говоря: наше описание происходящего ни в чем не выиграет от такой идеи. Достаточно рассмотреть одну лишь волну совместно с квантовомеханической интерпретацией интенсивностей как вероятностей. Всякие разговоры о «скрытой» частице не имеют смысла. Они были бы обоснованы, если бы мы имели экспериментальные доказательства, что такая частица имеет свойства, не объясняемые квантовой механикой. Таких указаний нет, и мы должны отказаться от идеи о классической частице, ведомой волной.
Предыдущая << 1 .. 94 95 96 97 98 99 < 100 > 101 102 103 104 105 106 .. 194 >> Следующая

Реклама

c1c0fc952cf0704ad12d6af2ad3bf47e03017fed

Есть, чем поделиться? Отправьте
материал
нам
Авторские права © 2009 BooksShare.
Все права защищены.
Rambler's Top100

c1c0fc952cf0704ad12d6af2ad3bf47e03017fed