Visa fråga/svar

 

Ljud-Ljus-Vågor [1807]

Fråga:
Hur kan en elektron vara både en våg och en partikel?
/Veckans fråga

Ursprunglig fråga:
Jag har läst om att ljuset upträder både som våg och som partikel men jag har fått två olika fakta om dubbelspaltexperimentet där det ena säger att man kan se att ljuset är en partikel när man tittar på varje enskild foton, andra källan säger att varje foton återföljs av en våg. Vad är egentligen sant, är ljus både en partikel och en våg och hur skall jag då bevisa det? Tack på förhand.
/Daniel S, Grennaskolan, Grenna

Svar:
Både ljus och partiklar har våg- och partikelegenskaper.

När man ska beskriva interferensen i dubbelspalten måste man behandla ljuset som en vågrörelse. Om vi låter ljuset träffa en fotografisk film, kan vi inte behandla ljuset som en kontinuerlig våg. Ljuset kan nämligen bara utbyta energi med materia i bestämda energipaket. Dessa kallar vi fotoner. Det är alltså inte fotoner som går genom spalterna, utan elektromagnetiska vågor, men filmen tar emot energi från det elektromagnetiska fältet i form av fotoner.

Medges att det finns olika uppfattningar om hur man ska beskriva dubbelspaltfenomenet. Rent intuitivt upplever man nog högenergetisk elektromagnetisk strålning (gammakvanta) rätt så mycket som partiklar, medan lågenergetisk strålning (radiovågor) har lite partikelkaraktär.

Det är inte bara ljus som har denna dubbelnatur, utan egentligen allting. Man kan tillverka små "fotbollar" av 60 kolatomer (kallas fullerener). Nu har man upprepat dubbelspaltexperimentet med sådana partiklar, se länk 1. Man kastar sådana fotbollar mot en dubbelspalt med en hastighet av ett par hundra meter per sekund. På andra sidan dubbelspalten bildar fotbollarna ett tydligt interferensmönster. Det visar att fotbollen uppträder som en våg, när den passerar dubbelspalten. Vidare visar man mycket klart, att det inte är de olika fotbollarna som interfererar med varandra, utan varje fotboll interfererar med sig själv. Alltså, i någon mening passerar varje fotboll genom båda spalterna. Sunt förnuft säger, att fotbollen passerar genom antingen den ena eller den andra spalten. Så är det alltså inte. Sunt förnuft duger inte när det gäller kvantmekaniken. Om man på något sätt tar reda på vilken spalt den passerat genom, försvinner interferensmönstret, och man säger att vågfunktionen kollapsar.

Se även Double-slit_experiment#Other_variations och Buckminsterfullerene .

Nedanstående video är en trevlig framställning av dubbelspaltexperimentet av Dr Quantum.


/KS/lpe

Nyckelord: våg/partikelegenskaper [7]; dubbelspalt [4];

1 http://www.univie.ac.at/qfp/research/matterwave/c60/index.html

*

 

 

Frågelådan innehåller 7345 frågor med svar.
Senaste ändringen i databasen gjordes 2018-12-10 11:04:20.


sök | söktips | Veckans fråga | alla 'Veckans fråga' | ämnen | dokumentation | ställ en fråga
till diskussionsfora

 

Creative Commons License

Denna sida från NRCF är licensierad under Creative Commons:
Erkännande-Ickekommersiell-Inga bearbetningar
.