双缝实验
演示光子或电子等的波动性与粒子性的实验
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历史版本
双缝实验（Double-slit experiment）是一种演示光子或电子等微观物体的波动性与粒子性的实验。[7]这种实验首次由英国物理学家托马斯·杨（Thomas Young，1773-1829）于1801年进行，作为可见光的波行为的演示。[8][9]戴维孙（Clinton Davisson，1881-1958）和格默（Lester Germer，1896-1971）、乔治·帕杰·汤姆森（George Paget Thomson，1892-1975）和他的学生亚历山大·里德（Alexander Reid）分别证明了电子表现出相同的行为，后扩展到原子和分子。[10][11][12]托马斯·杨对光的实验在量子力学的发展和波粒二象性概念出现之前，属于经典物理学的一部分。[13][14]托马斯·杨相信该实验证明了克里斯蒂安·惠更斯（Christiaan Huygens，1629-1695）的光波理论是正确的，他的实验被称为杨氏实验或杨氏双缝实验。[8][15]
双缝实验是一种“双路径实验”。[10]在双路径实验里，微观物体可以同时通过两条路径或通过其中任意一条路径，从初始点抵达最终点。这两条路径的程差促使描述微观物体物理行为的量子态发生相移，因此产生干涉现象。[10]这个干涉现象是由光量子的波动特性而产生的象。[16][17]然而，人们发现光总是以单个粒子（而非波）的形式在屏幕上的离散点被吸收；干涉图案是通过这些粒子在屏幕上的密度变化而出现的。 此外，在狭缝处安装的探测器发现，每个被探测到的光子都会通过一个狭缝（就像经典粒子一样），而不是通过两个狭缝（就像波一样）。这些结果证明了波粒二象性原理。[18][19]
双缝实验（及其各种变体）揭示了光的量子性质，还揭示了包括电子和中子等“粒子”的波粒二象性，对量子物理学产生了深远影响。[20]理查德·费曼（Richard Feynman，1918-1988）称其为“一个无法以任何经典方式解释的现象，而且其中蕴含着量子力学的核心。实际上，它包含了量子力学的唯一奥秘。”[6]