陈野把实验器材摆好,他要做的是一个很简单的物理实验——双缝干涉实验!
这也是至今未能在物理学界得到合理解释的一个物理实验,同时被称为最诡异的物理实验。
实验的器材很简单:手电筒或者蜡烛,一块开了两道缝隙的木板。
“来,把窗户堵上!让教室里陷入黑暗之中!”陈野笑着说道。
于是,同学们赶紧找东西把土房子教室那小小的窗口堵上,教室的门也关了起来,教室里陷入昏暗之中。
“同学们,看,现在桌子上有一块木板,这个纸板上被我开了两道间隔开来的缝隙!”陈野举起了手电筒,“现在我如果用手中的手电筒照射这块木板,你们猜,墙上会出现什么?”
刘子阳举起手来道:“肯定是两道光痕啊!”
石磊说道:“我觉得是一道吧。”
“你是不是傻?明明是两道缝,怎么会是只有一道光痕!”刘子阳不服气的反驳道。
石磊耸了耸肩:“我感觉可能会合并吧!”
“好,同学们,见证奇迹的时刻到了!”
陈野把手中的老式铁皮手电筒“啪”的一声打开,光束穿过木板的两道缝隙,然后学生们惊讶的瞪起了眼睛张开了嘴巴。
墙上的光线既不是一道,也不是两道,而是很多道,也可以说无数道,从中间向两边有规律有间隔的分布,并由中间向两边逐渐变暗。
“1···2···3···”
学生们开始数墙上的光线条纹。
“天啊,8道光线,为什么会这么多?”李琴惊讶的说道。
“不对不对,是九道,你看墙拐角那里还有一道,不过不明显。”杨莉说道。
“是十道吧!我怎么感觉墙拐角那道应该是两道重合在了一起!”
学生们开始为墙上到底有几道光线条纹而争论了起来。
“是不是很神奇?”陈野笑着说道。
“嗯。”学生们点了点头。
“然后这不是最神奇的地方!”陈野笑着说道,“我现在问你们一个问题,我说刘子阳这位同学既是男生又是女生你们信吗?”
其余同学们哈哈大笑起来:“不信!”
刘子阳撇着嘴说道:“老师我就是个男的!”
陈野想了想又说道:“那我说我既是死的又是活的,你们信吗?”
下面的六个学生集体摇了摇头。
陈野哈哈笑了两声,说道:“在物理学的历史上,科学家们一直都在争论一个事情那就是光到底是波还是粒子·····”
接着陈野给学生们在黑板上解释了波和粒子的区别。
“最后,物理学界终于达成共识,那就是光具有波粒二象性,通俗点讲也就是说它既是波又是粒子!”陈野说道。
孩子们惊奇的看着陈野:“怎么可能?”
陈野笑着说道:“是这样的,光既是波,又是粒子!既具有波动特性,又具有粒子特性!
如果非要打个比喻,那就是说刘子阳既是个男人又是个女人,他同时存在着男人和女人的双性特征!”
“啊——老师,我是男的,我是男的!不是女的!”
刘子阳哀嚎着抗议起来,其他几个人笑了起来。
“好,现在我们回到我们刚才做的这个实验上,这个实验叫做双缝干涉实验,它证明了光的波动特性,因为光是波,所以才会相互干涉,在墙上形成若干道光线条纹。”陈野说道。
“但是,光同时又是粒子,所以科学家用这个装置想要看一下光是如何通过这两道缝隙,于是他们开始进行进一步观察。”
"在这里老师要说的是不仅是光具有波粒二象性,现在物理学界认为所有的物质都具有波粒二象性。只是宏观物体的波动性几乎没有可以忽略,而微观物体中质子电子等基本粒子也具有波粒二象性,为了方便实验,科学家用电子进行了进一步的实验。”
陈野在黑板上给大家普及了质子电子等基本知识概念。
“于是,科学家决定先让电子一个一个通过双缝,我们现在假设通过这两道缝隙的不是电子而是大米,你们认为会怎么样?还会形成墙上这种相互干涉的条纹吗?”陈野说道。
学生们若有所思,然后摇了摇头。
“不会吧,老师,大米通过这两个缝隙的概率是随机的,而且他们掉落的位置也是随机的。”李琴说道。
“对,李琴说的非常对,等有空我们也可以做个大米通过两道缝隙的实验,然而把大米换成电子,一个个电子通过缝隙打在墙上后,最后仍然出现了这样的干涉条纹,我们一开始用的是一大堆电子,也就类似于手电筒里的光,每个电子之间相互干涉形成了条纹。”
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