1つスリット実験

切りがないのですが質問4つ。
・２重スリットで縞が出来るから波の干渉だと言うのは自然な話ですが、スリット1つでも1本線にはならずに 扇状に波が広がる故の濃淡ができるのでしょ？
・光は回折するから波、電子でも回折するから波、それでも十分じゃないかと思うのですが、違いますか？
・そして電子を観測しようと電子に電磁波を照射すると、濃淡だったのが くっきり1本線になるのですか？
・何より 扇状に広がるなら端っこに現れた点は　真ん中より後にスクリーンにぶつかるのに 　何を持って波から粒子に変化するのでしょうか？電磁波を照射されると粒子になるし、ガラスに当たっても量子にならないし、ハーフミラーに当たっても波のままだし、スクリーンなら必ず粒子になるみたいだし･･･。

質問者からの補足コメント

• ネットに出てくる読み物 見物は、ほぼ目を通したと思ってます（言わずもがな理解したと言うことではありません）。その道の先生（かな？）方が、いい加減な情報 解説に 業を煮やしているのも知りました。初心者向けとは言え、6,7割 それ以上は間違った内容が含まれているらしい事もわかりました。
  私の様な「楽しい量子力学」レベルで話をする時、正確に語るか適当に語るかで迷う所だとは思いますが、ほぼ正しく理解出来ていると言う方がいましたら、 長くなってもいいので質問にお答え頂けないかと思います。
  私と同じでネットが情報源だったりなら、所謂 請売りということになるので あまり前進は期待できないかも知れませんが、面白そうな話が有れば 是非お裾分け下さい。

    補足日時：2022/02/25 23:39

• 沢山の方の参加ご説明有り難うございます
  1つのスリットでは「濃淡が出来ない」との回答が有りましたが、これは間違いないのでしょうか？
  1つのスリットでは回折は起こらないけども、2重スリットにすれば回折するということでしょうか？
  先ずここの足下を固めたいと思います。

    補足日時：2022/02/26 10:32

• 加えて 教えて下さい。
  観測すると縞が消えて 2本線になる時の、この観測とは具体的にどうやるのですか？
  もののネットに 電磁波照射だと説明があったのですが、これは間違いですか？
  電位波を照射したのでは 縞は消えないのですね？
  知らない者 同士が デタラメを言い合って 更に混乱するのは避けたいです。

    補足日時：2022/02/26 21:51

• 皆さんご参加有り難うございました。
  プーチンのご乱心のお陰で 楽しい量子力学なんて言ってる場合じゃなくなりましたが、その後のネット渉猟も含め、取敢えず 前進できた部分。
  ・1つのスリットでも回折は起こっている（ほぼ）
  ・回折現象は波で説明されるので やはりこれだけで波といえる
  ・観測の具体的な作用は 依然玉虫色
  実は単スリット実験の読み物もいくつか覗いてはいたのですが、尚更 話をややこしくするだけで困ったもんだ･･･と言うことで 基本的な所を整理したかったのですが、少し残念な結果となりました。
  頭のいい人が羨ましいです。
  また勉強して とんでもない世界を堪能したいと思います。

    補足日時：2022/02/28 23:20

No.1 回答者： head1192 回答日時： 2022/02/25 18:24

・その場合、中心付近が明るく縁に行くにつれ暗くなるという単純な模様になる

・波は回折するけど、回折したから必ず波というわけではない。
必要条件と十分条件の差である。

・これは長くなるので「不確定性原理」で回答に替える

・波から粒子に変化するのではない。
「波でもあるし粒子でもある」のである。
専門的には「相補性」という。
両面揃って一つなのである。
人間には感知できない大本があって、それがある角度から見ると粒子の性質を見せ別の角度から見ると波の性質を見せる。
そういうことである。

この回答へのお礼

粒子で回折する例をあげてもらえませんか？

・そして電子を観測しようと電子に電磁波を照射すると、濃淡だったのが くっきり1本線になるのですか？
と問うています。なるのか／ならないのかをお答え頂けませんか？

お礼日時：2022/02/25 18:34

No.2 回答者： finalbento 回答日時： 2022/02/25 18:36

「光は波」と言う見方だと光電効果が説明できません。

電子も同様に「粒子」と考えないと説明できない現象があります。この辺りの問題から量子力学が生まれました。

この回答へのお礼

人並みには
知ってます。
それがどうかしましたか？
全く質問に呼応してなといと思うのです。

お礼日時：2022/02/25 22:56

No.3 回答者： tknakamuri 回答日時： 2022/02/25 19:21

最初のだけ。

スリットのエッジによる散乱とどうやって区別します?

No.4 回答者： s_hyama 回答日時： 2022/02/25 19:42

量子の干渉や回折が波動性、吸収が粒子性と言う意味でおっしゃる通りかと、元々どちらかであるという考え方を捨てたら良いだけね

No.5 回答者： finalbento 回答日時： 2022/02/25 23:37

先の回答は質問文の二番目の質問に答えたものですから「呼応していない」などとは言えないでしょう。

それはともかく「光は波」と言う考えでは不十分と言う説明に光電効果を挙げたのでは納得できない理由を聞きたいものです。

No.6 回答者： chiha2525 回答日時： 2022/02/26 00:26

１つ目のは、ひと月くらい前の理研のV字型二重スリットの実験を受けてのものでしょうか。

過去に影響するなどとセンセーショナルな書かれ方をされていましたが、これは２つのスリットが重なるところは縞ができ、重ならないところは縞ができない、というかなり当たり前の話なだけにすぎなかったりしますw

回答ですが、
１つ目は濃淡はできません。
２つ目は、『波か粒子か』という問いは間違いで、『波でもあり粒子でもある量子である』という考え方になっています。私たちの”感覚”では、波と粒子の双方の性質を持っているというのを理解することは難しいところですが、それは私たちの”感覚”の話にすぎないわけです。
３つ目と４つ目は、観測あるいは相互作用の本質に関することですね。例えば二重スリットの実験で、スリットに銅線を巻いて電子の通過を観測できるようにすれば、縞模様はできません。しかしスイッチを切り銅線に電気が流れないようにすれば、銅線が巻かれているままでも縞模様があらわれます。（たぶん、私の記憶違いでなければ）。またV字型二重スリット以前にも、過去に干渉するような二重スリットの観測・非観測切り替え実験は行われており、不思議なことにスクリーン到達観測時には、二重スリットの観測・非観測はまだ決定されておらず、その後（スクリーン到達後）の操作によって観測・非観測を決めたのにも関わらず、後で観測の場合のスクリーン到達点だけ見ても縞模様にならず、非観測の場合のスクリーン到達点だけを見れば縞模様が現れる、という不思議に思える現象が起こることも知られています。（ただし両方が混ざった状態のままでは縞模様の有無は判別できないようで、このため過去に情報を送ることはできない（未来の情報を知ることはできない）という感じです。このあたり、私の記憶もあやふやなので、ネットを漁ればちゃんとした話が見つかるんじゃないかと思います。）

この回答へのお礼

ご参加有り難うございます
「未来が過去を変える」といった 引き寄せ論者が　大喜びしそうなふれ込みの動画は一応見ました。
面白い話は戴きました。有り難うございます。
あとは 質問に呼応していただけると 半歩か 一歩か前進できるのですが･･･。

お礼日時：2022/02/26 00:41

No.7 回答者： puyo3155 回答日時： 2022/02/26 00:56

１つの電子が、２つのスリットを抜け干渉するんですよ。

複数の電子が波のよう束になって干渉するわけじゃありません。

なので、１つのスリットでは意味がありません。
ただ電子がすり抜けるだけ。不思議でもなんでもない。

この回答へのお礼

ご参加有り難うございます。
１つの電子が、２つのスリットを抜け干渉するんですよ。
→ そのように説明されてるので 異論なく そう思ってますよ。

複数の電子が波のよう束になって干渉するわけじゃありません。
→そのように説明されてるので 異論なく そう思ってます。

なので、１つのスリットでは意味がありません。
→縞模様は波で経験する現象なので 普通に理解出来ますが、スリット1つでも回折する現象を認めた時点で 波だといえるでしょ？って確認です。
2重スリットで 電磁波を当てたら2本線になるのなら、スリット1つでも くっきりと1本線になるでしょう？って確認です。

回答が YESなら意味はあるし、NOなら別の確認事があるので意味があります。意味があるって事です（少なくとも ここで立ち止まっている私には 大いに意味ありなんです）

お礼日時：2022/02/26 01:14

No.8 回答者： d9win 回答日時： 2022/02/26 08:24

なかなか的を得た質問ですね。

私は次のように考えます。
1) yes. 1つのスリットを通過した電子が作る山形の像は、波長がh/pである波による回折として説明されてます(pは運動量)。

2) no. 波はエネルギーが広く拡散する傾向があります。少なくとも波長程度の拡がりはあるでしょう。ところが、電子のエネルギーはいわゆる電子の古典半径程度のオーダーに集中していることも確かです。それは、その程度以内でないと他の物体と衝突(反応)しないことから予想されます。
そして、波長がh/pである電子波のエネルギー(h ν_k = h v / (h/p) = p v)は運動量エネルギーに相応したもので、電子の質量エネルギー(h ν_0 = m c^2)に対応したものではありません。質量エネルギーに対応した波動も考えられる訳ですが、その波長が先の電子半径オーダーになってる訳です。運動成分の波と質量成分の波が併存していることで、電子は波と粒子の特性を示すのではないでしょうか。

3) no. 2つのスリットを通過する電子の干渉波形が乱れるのは、電子が外部から影響を受けた場合です。電磁波はほとんど電子に影響を与えないので、それを照射しても電子の干渉波形は変わらないはずです。
ただし、光子が電子に衝突するコンプトン散乱が起きた場合は干渉波形は消えます。その場合でも、一本線になるのでなく、1つのスリットを通過した際の山形の像が、2つのスリットの間隔だけずれて重なった波形が現れます。それは、朝永さんの”量子の裁判”にも明確に書かれています。

4) これは、電子がスクリーンに衝突すと運動量を失うが、その他の現象では運動量(主に方向)が変わるだけだからと考えます。それは、電子が、運動量に対する波長(h/p)の波ではなく、質量エネルキーに対する波長の波としてもスクリーンで衝突していると解釈できると思います。

この回答へのお礼

反応遅くて申し訳ありませんでした。
気持ちいい回答です、有り難うございます。
他の先生方も見習って欲しいものです。
（聞かれてる事に答えず、自分の言いたいことを書き並べるのを読まされるのは･･･です）

先ず1つだけ「山形の像」というのは どんな 感じですか？
あまり 山形の像と言った 描写 表現を聞きませんし、こうだというイメージが掴めません。
宜しくお願いいたします。

お礼日時：2022/02/26 21:29

No.9 回答者： ななのたか 回答日時： 2022/02/26 10:46

>に重スリットで 電磁波を当てたら2本線になる

ならないよ

この回答へのお礼

ご指摘有り難うございます。
あちこち沢山見たから 何処だったか思い出せませんが、
「観測したら縞が消えて2本線になる」との記載がわんさかあって、じゃあ その観測って具体的にいったいどうするの？って質問に、電磁波を照射すると説明があったので 右から左にしました。

教えて下さい
観測して縞が消える 観測とは、具体的にどうするのでしょうか？
今回の質問の要点とは外れますが、間違いは正したいと思います。

お礼日時：2022/02/26 11:04

No.10 回答者： s_hyama 回答日時： 2022/02/26 10:47

スリットで回折して2重スリットでそれが干渉する