2014 dxdy logo

Научный форум dxdy

Математика, Физика, Computer Science, Machine Learning, LaTeX, Механика и Техника, Химия,
Биология и Медицина, Экономика и Финансовая Математика, Гуманитарные науки




Начать новую тему Ответить на тему На страницу 1, 2, 3  След.
 
 Двухщелевой опыт и результаты измерения
Сообщение15.03.2016, 05:41 


15/03/16
5
Речь идёт о двухщелевом опыте, в котором при помощи электронной пушки посылается электрон на встречу пластинке, содержащей две щели. За данной пластиной расположен поглотитель, на котором мы можем в случае отсутствия наблюдения видеть интерференционную картину.

Мне неясно, если в одной из щелей есть измеритель и он не фиксирует наличие электрона, т.е. по итогу никак с ним не взаимодействует, то будет ли наблюдаться интерференционная картина?

 Профиль  
                  
 
 Posted automatically
Сообщение15.03.2016, 09:10 
Модератор
Аватара пользователя


16/02/11
3788
Бурашево
 i  Тема перемещена из форума «Помогите решить / разобраться (Ф)» в форум «Карантин»
Причина переноса:
Не оформлена ссылка.

(Подробно)

Forum Administration в сообщении #27358 писал(а):
III. Дополнения и разъяснения; нормы поведения на форуме
5. Внешние ссылки
5.0. Внешние ссылки должны содержательным образом дополнять обсуждения, проводимые на страницах форума, а не подменять их; тем более ссылки не должны являться самоцелью.
5.1. По возможности следует избегать использования внешних ссылок, а включать всю необходимую информацию в текст сообщений. Безусловно запрещены (без явного согласования с администрацией) ссылки рекламного характера, в том числе реклама себя и своих достижений. Не допускаются ссылки, не относящиеся к обсуждаемому вопросу.
5.2. Любая внешняя ссылка должна быть снабжена достаточно подробной аннотацией того, куда она ведет и каким образом относится к вопросу. Описание должно быть достаточным для того, чтобы читатели могли принять решение, стоит ли им переходить по данной ссылке.
Оформите внешнюю ссылку в соответствии с правилами форума и сообщите об этом в теме Сообщение в карантине исправлено. Настоятельно рекомендуется ознакомиться с темами Что такое карантин и что нужно делать, чтобы там оказаться и Правила научного форума

 Профиль  
                  
 
 Posted automatically
Сообщение15.03.2016, 09:37 
Модератор
Аватара пользователя


16/02/11
3788
Бурашево
 i  Тема перемещена из форума «Карантин» в форум «Помогите решить / разобраться (Ф)»
Причина переноса: вернул.

 Профиль  
                  
 
 Re: Двухщелевой опыт и результаты измерения
Сообщение15.03.2016, 12:37 


21/09/15
98

(Оффтоп)

profrotter в сообщении #1106792 писал(а):
Тема перемещена из форума «Карантин» в форум «Помогите решить / разобраться (Ф)»
Причина переноса: вернул.
Понимаю, что моё пожелание будет выглядеть, как несбыточная фантастика. Но у меня всё же имеется просьба к модераторам: заставлять писателей оформлять свои опусы не только в соответствии с правилами форума, но также с соблюдением хотя бы базовых элементарных грамматических правил того языка, на котором они творят. Как то (в данном случае русского) согласование слов в падежах, родах, числах, временах и т.п. Тем более, что на форуме есть «Гуманитарный раздел». Каюсь: сам порой бываю грешен в суете и не успеваю вовремя заметить и исправить. Но готов всемерно нести моральную и прочие виды ответственности за содеянное :-)



Картина наблюдаться будет. Хотя бы по той простой причине, что "измеритель" в любых дву- (много-) щелевых экспериментах есть всегда. Щели — они ведь не чисто абстрактные понятия, они вполне материальны, состоят из таких же атомов, что и назначенные экспериментатором регистраторы! И пролетающие через них частицы с ними как-то взаимодействуют. И это взаимодействие может как-то проявиться. В частности, электрон или фотон может поглотиться материалом, из которого сделана пластинка.
Можно, например, модифицировать эксперимент по интерференции фотонов, покрыв края щелей люминофором (или же напылить тонкий слой люминофора на дифракционную решётку) и посмотреть, что получится в таком случае :wink:

 Профиль  
                  
 
 Re: Двухщелевой опыт и результаты измерения
Сообщение15.03.2016, 15:38 


15/03/16
5
AL Malino в сообщении #1106838 писал(а):
Картина наблюдаться будет. Хотя бы по той простой причине, что "измеритель" в любых дву- (много-) щелевых экспериментах есть всегда. Щели — они ведь не чисто абстрактные понятия, они вполне материальны, состоят из таких же атомов, что и назначенные экспериментатором регистраторы! И пролетающие через них частицы с ними как-то взаимодействуют. И это взаимодействие может как-то проявиться. В частности, электрон или фотон может поглотиться материалом, из которого сделана пластинка.
Можно, например, модифицировать эксперимент по интерференции фотонов, покрыв края щелей люминофором (или же напылить тонкий слой люминофора на дифракционную решётку) и посмотреть, что получится в таком случае :wink:

Не совсем понял ответ. Я нашёл следующее описание этого опыта:
Цитата:
Когда свет проходит через щели, на экране возникает последовательность светлых и темных полос — типичная интерференционная картина. Это связано с тем, что свет — волна и, проходя через щели, разделяется на пару волн, взаимодействующих между собой. При этом такая картина наблюдается и в случае пролета единичных фотонов.

Если у обеих щелей поставить детекторы, которые будут регистрировать проходящие через них фотоны, то срабатывать будет всегда только один из детекторов. Это и есть демонстрация корпускулярно-волнового дуализма. Более того, если один из детекторов убрать и не фиксировать прохождение фотона, интерференционная картина на экране все равно исчезает. С точки зрения копенгагенской интерпретации это является прямой демонстрацией того, что при измерении (пусть даже с отрицательным результатом) происходит коллапс волновой функции.


Здесь говорится о том, что важен сам факт измерения, и измерение даже с отрицательным результатом приводит к коллапсу волновой функции. Вот этот момент меня и насторожил, ведь взаимодействия детектора с фотоном не происходит.

 Профиль  
                  
 
 Re: Двухщелевой опыт и результаты измерения
Сообщение15.03.2016, 16:07 
Заслуженный участник
Аватара пользователя


30/01/06
72407
atomkvanter в сообщении #1106884 писал(а):
Здесь говорится о том, что важен сам факт измерения, и измерение даже с отрицательным результатом приводит к коллапсу волновой функции. Вот этот момент меня и насторожил, ведь взаимодействия детектора с фотоном не происходит.

Здесь вопрос в эффективности детектора. Если детектор обнаруживает частицу со 100 %-ной вероятностью, то само наличие детектора разрушает интерференцию. Но такие детекторы бывают только в сказке.

Если интерферирует не фотон, а электрон, то таким детектором может быть, например, пузырьковая камера. Это реальней.

И да, взаимодействия не происходит, но коллапс происходит.

 Профиль  
                  
 
 Re: Двухщелевой опыт и результаты измерения
Сообщение16.03.2016, 11:57 


15/03/16
5
Munin в сообщении #1106894 писал(а):
И да, взаимодействия не происходит, но коллапс происходит.

А какой механизм лежит в основе этого процесса?

С принципом неопределенности Гейзенберга все относительно понятно, поскольку любое измерение характеристик элементарной частицы - это взаимодействие с другими элементарными частицами, то наличие такого рода неопределенности выглядит более чем очевидным.

Здесь как-то не очевидно. Мы зафиксировали лишь то, что частица не пролетела в щель, в которой установлен детектор (т.е. он не зафиксировал ничего, по сути), но это повлияло на исход эксперимента (исчезла интерференционная картина).

Получается, что сам факт измерения повлиял на результат что-ли?

 Профиль  
                  
 
 Re: Двухщелевой опыт и результаты измерения
Сообщение16.03.2016, 13:39 


28/08/13
534
Цитата:
Получается, что сам факт измерения повлиял на результат что-ли?

Да, именно так. Понятийный аппарат квантовой механики другой - не бывает значений физических величин "вообще", абстрактно от измерения. Вернее, бывают, но в виде спектра с соотв. вероятностями, а измеритель выступает в качестве спектрального прибора. Д. Бома почитайте "Квантовая теория", первые три, кажется, главы.

 Профиль  
                  
 
 Re: Двухщелевой опыт и результаты измерения
Сообщение16.03.2016, 15:01 


21/09/15
98
Этак Вы договоритесь до того, что тот, кто знает о наличии дополнительных измерителей в экспериментальном тракте, будет наблюдать одну картинку на экране. Кто не в курсах — другую! :wink:

Вообще-то, в каждом конкретном случае нужно разбираться с постановкой эксперимента и смотреть, что там чем считается.
Любой измеритель, установленный позади щелей (что в районе экрана, что "сбоку"), регистрирует результат суперпозиции, а вовсе не то, через какую из щелей пролетела частица.

 Профиль  
                  
 
 Re: Двухщелевой опыт и результаты измерения
Сообщение16.03.2016, 15:20 


07/08/14
4231

(Оффтоп)

А если поставить на каждой щели по детектору, которые могут получить лишь ограниченное количество энергии и увеличивать энергию испускаемых одиночных частиц, будет ведь предел энергии, который могут получить детекторы, а все что свыше полетит к экрану.
Будет ли в этом случае и интерференция на экране и детектирование на детекторах?

А, тут боль-менее понятно - с двумя детекторами интерференции не будет. А если поставить ОДИН детектор, который регистрирует пролет через ОБЕ щели, но через каждую по-разному, ну и ограничить сверху получаемую им энергию, то будет ли интерференция?

Кажется, тоже понятно - видимо интерференция будет, причем и на этом детекторе тоже, собственно экран и есть такой детектор.

 Профиль  
                  
 
 Re: Двухщелевой опыт и результаты измерения
Сообщение16.03.2016, 15:28 


15/03/16
5
AL Malino в сообщении #1107131 писал(а):
Этак Вы договоритесь до того, что тот, кто знает о наличии дополнительных измерителей в экспериментальном тракте, будет наблюдать одну картинку на экране. Кто не в курсах — другую! :wink:

Вообще-то, в каждом конкретном случае нужно разбираться с постановкой эксперимента и смотреть, что там чем считается.
Любой измеритель, установленный позади щелей (что в районе экрана, что "сбоку"), регистрирует результат суперпозиции, а вовсе не то, через какую из щелей пролетела частица.

Нет, поэтому я и не говорю о наблюдателе. Есть детекторы.

Мне интересен момент, почему если детектор может в теории может получить данные о пролетающей частице, то мы не наблюдаем интерференционную картину даже в том случае, если частица пролетела в другую щель.

 Профиль  
                  
 
 Re: Двухщелевой опыт и результаты измерения
Сообщение16.03.2016, 16:43 
Заслуженный участник
Аватара пользователя


04/09/14
5255
ФТИ им. Иоффе СПб
atomkvanter в сообщении #1107134 писал(а):
Мне интересен момент, почему если детектор может в теории может получить данные о пролетающей частице, то мы не наблюдаем интерференционную картину даже в том случае, если частица пролетела в другую щель.
Интерференция происходит только в случае, когда частица пролетела через две щели сразу. В этом случае сложатся амплитуды от каждой щели, что при возведении в квадрат (по модулю) и даст интерференционную картину (все как в оптике). Если стоит детектор, показывающий через какую щель что летит, то такой детектор проектирует (изменяет) состояние так, что частица пролетает только через одну щель, а в этом случае интерференции нет.

 Профиль  
                  
 
 Re: Двухщелевой опыт и результаты измерения
Сообщение16.03.2016, 17:08 


07/08/14
4231
Берем экран, делим пополам (разрез параллельно полосам), затем одну из частей начинаем смещать к одной из щелей, по дороге пропорционально уменьшая. При каком смещении исчезнет интерференция на неподвижной половине экрана?

 Профиль  
                  
 
 Re: Двухщелевой опыт и результаты измерения
Сообщение16.03.2016, 17:44 
Заслуженный участник


07/07/09
5408
upgrade в сообщении #1107160 писал(а):
При каком смещении исчезнет интерференция на неподвижной половине экрана?

Граница исчезновения полос будет постепенно смещаться от разреза к краю неподвижной половины.

 Профиль  
                  
 
 Re: Двухщелевой опыт и результаты измерения
Сообщение16.03.2016, 17:56 
Заслуженный участник
Аватара пользователя


30/01/06
72407
atomkvanter в сообщении #1107096 писал(а):
А какой механизм лежит в основе этого процесса?

Измерительный прибор помешал волновой функции пройти через себя. Для интерференции необходимо, чтобы она прошла нетронутой.

А, amon уже объяснил.

upgrade в сообщении #1107132 писал(а):
А если поставить на каждой щели по детектору, которые могут получить лишь ограниченное количество энергии и увеличивать энергию испускаемых одиночных частиц, будет ведь предел энергии, который могут получить детекторы, а все что свыше полетит к экрану.

Нельзя придумать что угодно, и назвать детектором. Увы, на это есть определённые ограничения.

 Профиль  
                  
Показать сообщения за:  Поле сортировки  
Начать новую тему Ответить на тему  [ Сообщений: 33 ]  На страницу 1, 2, 3  След.

Модераторы: photon, whiterussian, profrotter, Jnrty, Aer, Парджеттер, Eule_A, Супермодераторы



Кто сейчас на конференции

Сейчас этот форум просматривают: talash


Вы не можете начинать темы
Вы не можете отвечать на сообщения
Вы не можете редактировать свои сообщения
Вы не можете удалять свои сообщения
Вы не можете добавлять вложения

Найти:
Powered by phpBB © 2000, 2002, 2005, 2007 phpBB Group