作者iambianvera (Bian)
看板Physics
標題[問題] 曝光量與光的波動性
時間Wed Jan 18 11:11:54 2017
最近看到一個高中物理考卷
其中有一題的選項是這樣的
當曝光量很小時，干涉條紋不明顯，
故此時呈現光的粒子性。此選項為正確選項
我疑惑的是
1.解釋是說曝光量小表示落在底片上的光子數目少，可以看到一顆一顆的光子，所以粒子
性明顯->意思是任何一種光，只要"照度"低就可以呈現粒子性嗎？
不是應該是頻率高的 能量大的 粒子性才看的到嗎？ 例如伽瑪射線之類的
2.曝光量小有可能可以達成嗎？
假設以機械作動來開關快門 真的可以達到極少數光子的曝光量嗎？
還是這只是一種想像實驗呢？
謝謝
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1F：推 fnbest: 這種藉由干涉條紋來判斷波動性或粒子性的說法都是不精確的 01/18 11:17
2F：→ fnbest: 事實上 以量子力學的角度來看 根就沒有古典所描述的"粒子" 01/18 11:18
3F：→ fnbest: 量子力學實驗中最重要的發現是 在這個宇宙裡所有的物質都 01/18 11:21
4F：→ fnbest: 是"波" 古典力學只是一個近似理論 "粒子"也只是一種近似 01/18 11:22
5F：→ fnbest: 你很容易能設計一種實驗 有干涉現象但沒干涉條紋 01/18 11:24
6F：推 fnbest: 就你的問題是不管光強或頻率如何 這些光子都會同時走兩個 01/18 11:28
7F：→ fnbest: 這不是古典力學中用"粒子"的概念能解釋的 01/18 11:29
8F：→ fnbest: 有無干涉條紋只是後來波疊加後的現象而已 01/18 11:31
9F：→ fnbest: 這個波疊加後的結果為何 不會改變過去光子同走兩個狹縫的 01/18 11:34
10F：→ fnbest: 事實 這是目前量力中最為人接受的一種"假說" 01/18 11:35
11F：推 fnbest: 這種說法為什麼還是一種"假說" 是因為沒有直接的實驗證據 01/18 11:38
12F：→ fnbest: 這也是量子力學最神祕的地方:一個能量有限不可分割的光子 01/18 11:40
13F：→ fnbest: 或其他基本"粒子" 可以同時有機率的出現在兩個以上的位置 01/18 11:41
14F：→ fnbest: 物理學家用波函數的概念引入這樣的假說 但卻沒能有直接的 01/18 11:42
15F：→ fnbest: 實驗證據 所以我個人認為量力目前的問題是"實驗問題"而非 01/18 11:43
16F：→ fnbest: "理論問題" 01/18 11:44
17F：推 fnbest: 這30年來實驗物理學家對單光子的產生和量測已經在實驗室重 01/18 12:00
18F：→ fnbest: 複無數次了 絕非想像實驗 01/18 12:02
19F：→ wohtp: 不要跟高中近物太認真，顯然出題者常常自己一知半解 01/18 15:59
20F：→ iambianvera: 謝謝大家的回答 我是當下看的很困惑@@ 01/18 16:07
21F：→ wohtp: 其實也可以反過來說，壓根兒就沒有所謂的波，所有的波都是 01/18 20:06
22F：→ wohtp: 粒子 XP 01/18 20:06
23F：→ wohtp: 古典力學裡面的波也沒辦法解釋能量為什麼是一包包的啊 01/18 20:07
24F：→ wohtp: 不過原文有一個地方大錯特錯：就算你一次只送一顆光子過去 01/18 20:09
25F：→ wohtp: 照樣會有干涉。 01/18 20:09
26F：→ wohtp: 正是這樣我們才說每個光子都是波。要不然的話，光的本質就 01/18 20:11
27F：→ wohtp: 單單是粒子而已。 01/18 20:11
28F：→ wohtp: 這個想像實驗裡一顆光子在屏幕上只有一個落點，但那是因為 01/18 20:13
29F：→ wohtp: 你測量的正是光子的位置，所以你在測量的時候才把光子釘死 01/18 20:15
30F：→ wohtp: 在一個點上。 01/18 20:15
31F：→ wohtp: 在你做測量之前，單顆光子的分布的確仍然是照著干涉條紋 01/18 20:16
32F：→ wohtp: 那要怎麼看到這個呢？多做幾次就可以了。 01/18 20:16
33F：→ wohtp: 仍然一次只送一顆光子過去，測量位置，記錄下來，重複。 01/18 20:17
34F：→ wohtp: 很多次以後，你就會看到這些光子的落點明顯描出干涉條紋 01/18 20:18
35F：→ wohtp: 波動性並不是來自許多光子之間的互相干涉。就算只有一顆光 01/18 20:21
36F：→ wohtp: 子，它也能自己干涉自己。 01/18 20:21
37F：推 wavelet0520: 之前也卡過這裡 後來直接把單顆光子當成波就釋懷了 01/22 23:48