電子銃を合計２個設置し電子を発射させた場合

質問

こんにちは、

二重スリット実験で電子の干渉縞ができるのは、有名ですが、二重スリットの位置に電子銃を合計２個設置し、そこから電子を発射させれば、同じような干渉縞ができるのでしょうか？

但し、二重スリット実験では、１個の電子を飛ばせば、スクリーンに到達するのは１個ですが、二重スリットの位置に電子銃を合計２個設置して２個の電子を発射すればスクリーンには２個到達するはずですが、、

回答No.5

shiara · ベストアンサー

粒子が2個ある場合の波動関数は、それぞれが１個しかない場合の波動関数の掛け算になります。したがって、2個の電子があっても、それぞれの波が干渉する訳ではありません。2個の電子が存在するという状態が１つの波動関数であり、その波が自分と干渉する、ということになります。それでどのような干渉が生じるかは分かりません。

お礼

お返事ありがとうございます。

今後ともよろしくお願い致します。

補足

お返事ありがとうございます。

>2個の電子があっても、それぞれの波が干渉する訳ではあ
>りません。2個の電子が存在するという状態が１つの波動
>関数であり、その波が自分と干渉する

わかったような、わからないような？　
言い方の違いで、同じことのような気がします。また、その事実を確かめようがない気もします。

>電波、すなわち光子では昭和４０年代に技術が確立し、
>実際に応用されています。

光子の場合も、同様なのでしょうか？

回答No.4

First_Noel

＃１です．

＞１．相関って何でしょうか？例えば、電子の速度、波長、波数、位相でしょうか？
＞２．上記の内、最低限何が同じなら、干渉するでしょうか？

電子の速度によって，一意にド・ブロイ波長が求まります．
波数は波長に関連するので同じ，波長が同じでなければ位相はすぐにずれます．
従って，波長，位相，と言うことになると思います．
波長と位相が分かれば，波動関数で表せ，その波動関数で自己相関係数を
求めることが出来ます，規格化された波動関数の場合，自己相関係数が１となればコヒーレントです．

＞３．電子ではなく、普通の波の場合（例えば、水面の波）、やはり、上記が同じでないと波の干渉は起こらないでしょうか？

＃２さまと同意見です．

＞４．電子の波と水面の波の、干渉が起こるときの違いについてご教示願います。

両者は同じだと思います．

＞５．２個の電子を干渉させた場合、その縞模様は、速度等を変化させることによって変わるのでしょうか？

干渉は波長に依存しますから，電子の速度を大きくする＝ド・ブロイ波長を短くすることで，
干渉縞の間隔は狭くなると思います．

遠い昔のうろ覚えの知識ですので，またまた自信無しでお願いします．

補足

お返事ありがとうございます。

上記回答でわかりました。ついでに、下記について教えて下さい。

量子の観測問題に興味を持ってきたのですが、わかりやすい本はないでしょうか？

並木 美喜雄先生著　 量子力学入門　は、うまく纏められていてよかったです。外国人が書いた本は、なぜか、読みにくいです。例えば、ジョン・グリビン著「シュレディンガーの仔猫たち」は、９０％が量子の観測問題に直接関係ない話ばかりで、読み終わったあと、「なんじゃこれは！！」と腹が立ちました。その他の外人の本もよーわからん本が多いです。

回答No.3

mogmog

下のアドレスを見てください。面白い意見が出ています。

参考URL：

http://hp.vector.co.jp/authors/VA011700/physics/2slits.htm

補足

こんにちは、最近、竹内薫先生著「ゼロから学ぶ　量子力学」を読んだのですが、Ｐ146～Ｐ154のボームの量子ポテンシャルについて簡単に噛み砕いてご説明されていました。（私が、知りたかったことは、まさに「これだ！」と思いました。）

下記をご教示頂きましたら幸いです。

１．Ｐ146～Ｐ154のボームの量子ポテンシャルの考え方を更に調査したいのですが、ボームの原文の論文名を教えてください。
また、日本語で、ボームの量子ポテンシャルについて、書かれた本は他にあるのでしょうか？

２．ボームは他に、隠れた変数の理論で有名ですが電子の軌跡を「波と（and）粒子」　と考える量子ポテンシャルの考え方と隠れた変数の理論との関連について教えてください。

回答No.2

SCNK

干渉縞ができるのは、二つのスリットからまったく同じ粒子が通るからおきる現象であり、通常、単一の粒子源からでなければそのようなことはおきません。

ただ、両方の粒子源からでる波動が、まったく同じ位相であれば起きます。そのためには両方の電子銃を完全に同期させ、電子線そのものが完全にコヒーレントでなければならないでしょう。もっともその技術はまだ確立していないかもしれません。何しろ量子単位で制御しなくてはならないわけです。

電波、すなわち光子では昭和４０年代に技術が確立し、実際に応用されています。一例としてエイジス艦の巨大なアレイアンテナです。

回答No.1

First_Noel

その電子２個に互いに相関がなければ干渉は起こらないと思います．

同じ電子源から引き出した電子２個を分割して２台の電子銃から
打ち出すなら，干渉すると思います．

これは光の場合でも同じ，コヒーレンス，相関係数の問題です．

自信無しです．

補足

お返事ありがとうございます。

何となく、おっしゃっている意味がわかるのですが、下記につきまして、ご教示願います。

１．相関って何でしょうか？例えば、電子の速度、波長、波数、位相でしょうか？

２．上記の内、最低限何が同じなら、干渉するでしょうか？

３．電子ではなく、普通の波の場合（例えば、水面の波）、やはり、上記が同じでないと波の干渉は起こらないでしょうか？

４．電子の波と水面の波の、干渉が起こるときの違いについてご教示願います。

５．２個の電子を干渉させた場合、その縞模様は、速度等を変化させることによって変わるのでしょうか？