光的干缝衍射毕业论文

就是在牛顿第一定律提出之后就提出了这个实验，是因为这个实验其实并没有任何的科学依据，意识改变不了干涉条纹，但现在也没有其他办法可以解释。

一、现象不同

1、光的衍射：光的衍射是光在传播空间里偏离直线传播而形成的明暗相间的条纹。

2、光的干涉： 光的干涉是满足相干条件的光的空间里相互叠加而形成的明暗相间的条纹。

二、产生的条件不同

1、光的衍射：要产生光的衍射需要满足的条件是障碍物或孔的尺寸比光的波长小或差不多。

2、光的干涉： 要产生光的干涉，必须满足相干条件，例如频率相同（相差恒定、振动方向相同）。

三、产生的机理不同

1、光的衍射： 衍射是从单缝处产生无数多个子波，这些子波到达屏时相互叠加，它们在屏上不同点叠加时，其相互减弱的程度有规律地变轻或变重，在轻微处出现明条纹，在严重处出现暗条纹。

2、光的干涉：干涉是双缝处发出的两列波在屏上叠加，当两列波到达屏上的某点的距离差等于波长的整数倍时，该点是振动加强点，因而出现明条纹；当两列波到达屏上某点的距离差等于半波长的奇数倍时，该点是振动减弱点，因而出现暗条纹。

在网络里流传着这么一个关于量子力学的神话：我们的意识决定了微观粒子的行为，甚至决定了物理世界的客观实在性。这是真的吗？这篇文章将为你破除这个神话，回复科学的本来面目。这一切都要从一个实验说起。

从牛顿时代开始，光的性质问题就在科学界引起了争论，当时科学界有两种截然不同的观点，一种观点是牛顿所认为的光是微粒，另一种观点是胡克、惠更斯等人所认为的光是波。由于牛顿在物理学界统治性的地位和威望，使他的光微粒说盖过了光波动说，成为此后一百年科学界的主流观点。

直到牛顿《光学》发表一百年后的1801年，英国科学家托马斯·杨以一个实验逆转了这种形势，使光波动说再度复活，甚至成为了主流，这个实验就是——双缝干涉实验！

双缝干涉实验是从单缝衍射实验衍生出来的，让一束光经过相距很近的两条狭缝后，投射到缝后的屏幕上，一般来说，当光经过一条竖着的狭缝时，会发生衍射——光绕过障碍物弯散传播的现象，在屏幕上看到的并不是一条竖着的亮纹，而是一条横着的亮带。（如下图上部分）这种现象早在17世纪就被意大利耶稣会神父弗朗切斯科·马里亚·格里马尔迪发现，并把它命名为衍射。

而当两条缝的亮带在屏幕后重叠时，理论上应该会显示一条更亮的光带，但神奇的事情发生了，最终在屏幕上显示的却是一条条明暗相间的条纹……（如下图下部分）

这是一件很诡异的事情，因为在这些条纹的暗纹上，原来应该是有光的，但当两条缝的光重叠后，那些位置却变成了没有光。这种现象用牛顿的微粒说似乎无法解释，托马斯·杨从水波的干涉里得到启发，提出光是一种波，暗纹是光波互相干涉产生的。

人类对宇宙的认知革命永远是由极少数天才推动的。在双缝干涉实验证明光的波动说后又过了一百年，一位天才再次刷新了人们对光的认知，这位天才就是二十世纪最伟大的物理学家爱因斯坦。

1905年，物理学博士刚毕业，还是专利局小职员的爱因斯坦发表题为《关于光的发射和转化的启发式观点 》的论文，以光作为能量子即光量子的形式解释了光电效应现象。这一开创性的理论使他获得了1921年度的诺贝尔物理学奖。

光量子的提出使光微粒说再度复活，但问题随之而来：光究竟是粒子还是波？两种形式都有实验证据，似乎两个都对。但是问题又来了，波和粒子是两种截然不同的特性，光在什么情况下会表现出波的特性？什么情况下又会表现出粒子的特性？

光量子假说提出四年后，一位英国的物理研究生杰弗里·泰勒设计了一个弱光双缝实验，他利用熏黑的玻璃极大限度地降低了光源的亮度，直到理论上在光源与屏幕之间任意时刻最多只有一个光子经过，然后利用照相机的感光胶片超长时间的曝光，记录下了经过双缝的光。

当照片冲印出来，神奇的一幕出现了，即使光子一个个地通过双缝，最后曝光的照片里依然出现了清晰的明暗干涉条纹。

这意味着即使只有一个光子通过双缝，依然产生了干涉，那究竟光子跟谁干涉？似乎只能有一种解释：光子跟自己干涉了。

这个问题直到10多年后才被法国科学家德布罗意解决。他在其物理学博士论文中提出了波粒二象性，他指出不单光子，所有的微观粒子都同时具有波的特性，他称之为物质波。物质波理论预言了单个电子过双缝也能产生干涉条纹。

在确定了光的波粒二象性后，一个问题横梗在科学家面前：光波是什么时候成为粒子的？

一个显而易见的事实是：在所有的实验里，光最终都是以粒子的形式呈现的！比如在光电效应里轰出电子，在曝光不足的照片里呈现的也是一些零星的光点，所以答案显而易见：光在被观察到的时候是个粒子。也就是观测使波成为了粒子？如果测量发生得更早又会如何？科学家决定升级双缝干涉实验——测量粒子通过哪一条缝。

很多人看到科普里关于双缝干涉观测实验的描述都是这种近乎神话的故事，有的故事里用摄像机拍摄，有的故事里更干脆，直接拿眼睛看。这些描述显然并非事实，只是一些虚构的思想实验，现在看来，这些思想实验有极大的误导性。

直接观察并不会导致干涉条纹消失！无论是用眼睛看还是用摄像机拍都不会！

跟很多人的想象可能不一样，科学家实际上并不是被观察干涉就消失的实验结果吓到，而是这结果造就在他们的预料当中。科学家实际要进行的不是观察，而是测量！

他们要测量粒子是从哪一条缝通过，怎么测量？以光子为例，没有任何方式在不干扰光子的情况下从侧面看到光子，因此测量的方式实际上就是让光子仅能从其中一条缝通过……比如在其中一条缝上放一个垂直偏振镜，这样，所有水平偏振的光子就都不能从这条缝经过……

看到这里聪明的你一定已经发现猫腻了，这特么就是让光只能从其中一条缝经过啊？这不就相当于过单缝了吗？前面我们说过光子是跟自己干涉的，现在光子只能穿过其中一条缝，还跟谁干涉去？……

综上分析，观测导致干涉条纹消失并不诡异，但这并不表示量子力学就不诡异了！量子力学真正诡异之处在于微观粒子在被观测到之前所处的“波”态！这个波的状态被称为叠加态，量子力学真正诡异的地方就在这个叠加态！但这已经不是这篇文章要讨论的范围了，我们以后有机会再说说叠加态。

我是星宇飘零，关^_^注我，和你分享更多有趣科学知识。

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就是一个不知名的科学家提出来的，因为他觉得人的意识是非常的厉害的，即使人死了，那么意识仍然可以干涉条纹，是因为人的精神物质还在。

单缝衍射：光在传播过程中遇到障碍物,光波会绕过障碍物继续传播。单缝衍射的实验现象中央条纹最亮，同时也最宽，约为其他明条纹宽度的两倍。中央条纹两侧，光强度迅速减小，直至第一暗条纹；随后光强又逐渐增大成为第一明条纹，依此类推。分析图中光强条纹与光强图线的对应关系，可见光强条纹的明暗、宽窄都对应着光强图线的高低及宽窄；光的衍射仅与缝的宽度有关。缝宽越大，光强度（光的能量）越集中于中央条纹，所形成的图线中央峰窄而高。随着缝宽进一步加大，衍射图线的中央峰将被压缩成一条亮线，基本观察不到衍射波形。

衍射是绕过障碍物（孔、缝）而传到障碍物背面的现象。干涉是相同频率的两列波有稳定的加强区与减弱区。比如薄膜干涉。干涉、衍射现象的发生是证明光是一种波的著名实验。至于解释光的衍射，就是因为光是波，所以能发生衍射。