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
5233
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: нет зарегистрированных пользователей


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