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双缝干涉实验是量子力学中最重要的实验之一。在这个实验中,我们让粒子通过两个平行的狭缝,然后观察它们在探测屏上的分布模式。
令人惊奇的是,即使是单个粒子通过双缝,也会在屏幕上形成明暗相间的干涉条纹。这种现象表明粒子具有波的性质,能够与自身发生干涉。
量子力学给出了一个令人震惊的解释:粒子在未被观测时处于叠加态,它同时通过两条缝隙。这种叠加态用波函数来描述,表示粒子存在于多种可能状态的叠加。
然而,当我们在缝隙处放置探测器来观测粒子究竟通过了哪条缝时,奇妙的事情发生了:干涉条纹消失了,粒子表现出经典的粒子行为。这种现象被称为波函数坍缩,体现了量子测量的神秘性。
双缝干涉实验深刻地揭示了量子世界的奇特性质。它告诉我们,微观粒子具有波粒二象性,可以处于叠加态,而观测行为本身会影响量子系统的状态。这个实验是我们理解量子力学和量子世界的重要基石。