第三百八十五章 分光實驗
易仙再次搖了搖頭:“不知道,總之,我們能夠明確的只有一點,想要知道電子的路徑資訊,我們就看不到干涉條紋,當我們能看到干涉條紋的時候,我們就不可能知道路徑資訊。”
沈獲獲聽了易仙的講述之後起了一身雞皮疙瘩:“怎麼會這樣呢?是不是這個實驗本身就有某種我們不知道的缺陷啊?”
“如果覺得這只是實驗的問題,那麼好,我們就換一個實驗。”易仙拿起放在桌子上的水杯,喝了一口水之後繼續講述:“這個實驗是由黑洞的命名者惠勒所提出的一個實驗,名叫分光實驗。首先,我們需要一些道具,半透鏡A、半透鏡B、全反鏡A、全反鏡B、探測器A、探測器B,然後還要一個光源。半透鏡的作用顧名思義,當一個光子打在半透鏡上時,這個光子有百分之五十的機率被反射,同樣有百分之五十的機率可以穿過半透鏡,而全反鏡就是可以反射所有光子,這很好理解吧?至於探測器,就是用來探測光子使用的,但它感受到光子的時候,它就會被點亮。”
“先等一下!”沈獲獲撕下幾張紙片,上面各寫下易仙所說的道具名稱,然後將紙片交給易仙:“你把這些紙片當成道具來進行講解吧,這樣看上去更加直觀。”
“好!”易仙先將兩個“全反鏡”上下平行擺放,並交代鏡面一側是相對的,然後將“半透鏡A”放置在“全反鏡”的左側,與“全反鏡”平行但不同列,“探測器A”和“探測器B”兩個放置在“全反鏡”的右側,朝向“全反鏡”。
在易仙擺放好“光源”之後,沈獲獲見到易仙手中還有一張紙片,便問道:“你手中這個‘半透鏡B’怎麼不放呀?”
“不著急,它會有用到的時候!”易仙開始了對沈獲獲的講解:“分光實驗正式開始,首先,光源在‘半透鏡A’的左上方向‘半透鏡A’發射一顆光子,那麼光子在經過‘半透鏡A’的時候就有百分之五十的機率折射到‘全反鏡A’,還有百分之五十的機率會透過‘半透鏡A’,直接照射到‘全反鏡B’上。不管是哪種可能,‘全反鏡’都會發生折射,讓光子抵達‘探測器A’或者‘探測器B’上。總之,一個光子不可能讓AB兩個探測器同時亮起,表現出了光子的粒子性。”
沈獲獲點了點頭:“明白,這個不難理解!”
易仙又道:“經過‘全反鏡A’的光子會被折射到‘探測器B’上,而經過‘全反鏡B’的光子會被折射到‘探測器A’上,那麼這兩條路徑必然有一處交叉點,我們就把這個‘半透鏡B’放置在這個交叉點上。這麼做的目的,是要研究光的波動性,我們先從一束光開始研究。光源還是一樣的地點,這束光在透過‘半透鏡A’的時候,大約有一半光線會折射到‘全反鏡A’上,有一半光線會透射到‘全反鏡B’上,意味著這束光線同時走了兩條路。然後這兩束光線匯聚在‘半透鏡B’這個交叉點上,體現出了波的性質,到達‘探測器A’的兩條光線會出現相消干涉,到達‘探測器B’的兩條光線會出現相長干涉。這樣一來,‘探測器A’就不會點亮,‘探測器B’就會常亮。”
“啊?怎麼……”沈獲獲已經出現了迷糊的神色。
易仙知道有些情況解釋越多就越複雜,於是對沈獲獲說道:“你不用想太多,只要知道當光線體現出波的性質時,‘探測器A’不亮,而‘探測器B’常亮,這就可以了。”
“好……”沈獲獲似懂非懂地點了點頭。
易仙繼續說道:“到目前為止,實驗都沒有任何問題。請注意,重點來了!這個時候,我們再發射一顆光子,然而實驗的結果依舊是‘探測器A’不亮,‘探測器B’常亮。實驗的結果表明加上‘半透鏡B’的時候光子會表現出波動性,和前面的雙縫干涉實驗有異曲同工之妙!”
“又是波粒二象性?”沈獲獲的表情又開始變得茫然起來。
易仙點了點頭:“對,這就是你想要的另一個實驗,這個實驗依舊證實了光子詭異的波動性。”
“嗯……”沈獲獲看著地上那張寫著“半透鏡B”的紙片陷入了沉思,她自言自語道:“‘半透鏡B’是決定光子表現出粒子性或者波動性的關鍵,那麼如果我在光子兵分兩路準備到‘半透鏡B’這裏發生干涉之前,就把‘半透鏡B’拿掉呢?這個時候光子是不是就能恢復粒子性了?”說著,沈獲獲便將寫著“半透鏡B”的紙條拿到了手上。
易仙微微一笑,道:“恭喜你,改變了歷史!”