電子による二重スリット実験についての疑問
- 電子による二重スリット実験の過程や結果についての疑問があります。実験における電子の挙動や経路について詳しく知りたいです。
- 一個の電子がスリットを通過する際の位置の不確定性や、スリットを出た後の電子の経路についてどのような性質を持つのかについて疑問があります。
- また、電子が弾痕記録体に衝突した際の挙動や、電子の波動性についても興味があります。電子の挙動や性質について、より理解を深めたいです。
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電子による二重スリット実験について教えて下さい。
電子による二重スリット実験について教えて下さい。 種々の文献を読んだのですが実験過程の各状況 がよく判りません。 以下質問です。 -------------------------- やり方は電子銃から、電子の弾痕を面的に記録で きるもに向けて電子を一個づつ発射する方法で、間 に２本のスリット板を置いた状態です。 （環境は真空中とします） １．ある時刻に電子銃から電子一個を発射した後、 電子銃からスリット板までの電子がとりうる経路 は．．． ①放射状に無数選択できるのでしょうか？ この場合、電子のエネルギーの一部がスリット を通過するのでしょうか？それとも全部がスリット に吸い込まれるように通過するのですか？ ②それとも一直線にスリット板に向かうのでしょうか？ この場合、電子はスリット板にぶつかってしまうことは ないのでしょうか？ それとも電子にとっては「ロート」 のようなもので必ず通過出来るのですか？ ２．一個の電子が必ず一方のスリットを通過し両方のスリ ットを同時に通過することは無いとして、 ①スリットを通過している時の電子は位置の不確定性 が極端に小さくなっていると考えてよいですか？ ②どちらかのスリットを通過する確率は必ず1/2になり ますよね？ ３．どちらかのスリットを通過した後の電子がとりうる経路 は確率の波に従うようですが、電子の場合ほぼ「ド・ブ ロイ波」の周期に従うのですか？ ４．スリットを出た電子が「ある経路１」を通る確率を縦軸 にとり時間を横軸にとったグラフを考えます。 確率波の振幅のピークが「経路１」のとき概ね最大にな るとすれば経路１の周囲に弾痕が集中することになると 思いますが、そういうことでしょうか？ ５．電子が弾痕記録体に衝突したとき、電子は速度を完全 に失って運動量０になるのですか？ そのエネルギー が弾痕の記録のエネルギーですか？ それは既に電子と言えず別のエネルギー状態では？ ６．電子は波であるが何かで観測しようとすると瞬時に波束 が収束するという表現についてですが、進行経路に確率 的波動性があるだけなら電子自体が波である必然性は ないのではないか？ パチンコ台の中を釘の配置による 確率に従って玉の経路が決まるのと大差無いとと思った のですが．．． よろしくお願い致します。
- unikurage
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unikurageさん、こんにちは。6.についてだけお返事します。 読まれた本に干渉縞の話は出ていませんでしたか？ 電子銃とスリットの位置をチェックすると、パチンコの玉の場合「玉が決して到達しない部分」というのが出てきますよね。簡単に考えれば、スリットの正面が１番たくさん玉が来そうだ…スリットから離れると玉はもう届かなそうだ…という感じです。 ところが実験したら、必ずしもスリットの正面ではない所にたくさんの電子がぶつかった。その分布を調べたら、二つのスリットを通過した波が干渉して出来る干渉縞と同じだった。電子の行動の有り様は、パチンコの玉(粒子)というよりも、まるで波のようだぞ。 というのが２重スリット実験のキモだとぼくは思っています。 ですから、たとえば「2.」に「一個の電子が必ず一方のスリットを通過し両方のスリットを同時に通過することは無いとして」とありますが、これは電子がパチンコ玉であったらという仮定が正しい場合に言えるのであって、実際には「観測しなければ、一コの電子は両方のスリットを同時に通過」します。 unikurageさんのお気持ちは、実はぼくもよくわかります。 初めて相対性理論や量子論に接した時には同じように感じました。ただ、今考えるともちろん自分自身の理解が不充分だったというのもありますが、何よりも接したテキストが不充分であったというのが大きかったように思います。(なかには説明が間違っているものさえあります) モノが本当は波なんだ…とう風に世界を眺められるというのは、新鮮でなかなか楽しい世界観です。人間の意識が固めた世界のイメージより遙かに豊かな実態を自然が持っている…という解放感は、研究者には悔しい事なのかもしれませんが、ぼくら一般人にとってはなかなか爽快なものです。 先日ご紹介した本も含め、多くの本に接してみられるといいと思いますよ。
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