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双缝干涉实验是物理学中的经典实验，由托马斯·杨于1801年首次进行。这个实验证明了光的波动性，后来也被用于证明电子等微观粒子的波粒二象性。在实验中，光源发出的光通过两条平行的狭缝，然后在后方的观察屏上形成明暗相间的干涉条纹，而不是简单的两条亮线。这种干涉图样是波动现象的典型特征，证明了光具有波动性质。
当光波通过双缝时，每个缝都成为新的波源，产生向四周扩散的次波，这符合惠更斯原理。这两组次波在空间中相遇并发生干涉。在某些位置，两组波的波峰与波峰重合，波谷与波谷重合，它们的振幅相加，形成增强干涉，在观察屏上表现为亮条纹。而在其他位置，一组波的波峰与另一组波的波谷相遇，它们相互抵消，形成减弱干涉，在观察屏上表现为暗条纹。这种明暗相间的条纹图样，正是波动干涉的典型特征。
双缝干涉实验最令人惊奇的现象是：即使将光源强度降低到一次只发射一个光子或电子，长时间累积后，探测屏上仍然会形成干涉条纹！这个现象最初由克林顿·戴维森和莱斯特·革末在电子实验中发现，后来理查德·费曼称之为量子力学的核心之谜。这表明单个粒子似乎同时通过了两个缝，展现出波动性。在量子力学中，粒子的行为由概率波描述，它们不遵循经典物理学的确定性轨迹，而是按照概率分布到达探测屏的不同位置。这种波粒二象性揭示了微观世界的奇特性质，是量子力学的基础之一。
双缝干涉实验的另一个奇特现象是：如果我们在双缝处放置测量装置，试图观测粒子究竟通过了哪个缝，干涉条纹就会消失！取而代之的是两个与缝对应的亮带。这被称为波函数坍缩现象，是量子力学中的重要概念。当我们不进行观测时，粒子表现为波，可以同时通过两个缝并产生干涉；但一旦我们观测它，粒子就被迫表现出确定的粒子性质，只能通过其中一个缝。这种现象表明，在量子世界中，观测行为本身会影响被观测对象的状态，这与经典物理学中观测者与被观测对象相互独立的观念完全不同。