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物理の粒子性と波動性についての質問です。 僕はまだ大学に入ったばかりなのです...

war********さん

2013/4/1921:15:37

物理の粒子性と波動性についての質問です。
僕はまだ大学に入ったばかりなのですが、
講義で電子の波動性についての実験装置の図を見ました。

また、自分でそのあと二重スリットというんで

すかね、
実験方法についていろいろ調べました。
すると、スクリーンにうつしだされた瞬間は粒子としてうつしだされ、
その直前までは波としての性質をもつ、さらに必ずどちらかのスリットを電子は通ると書いてありました。

僕はウェブで調べたので、
これが確かではないかもしれません。

僕はこの粒子性と波動性にはある仮説をもっているのですが、まあそれはおいておきまして。

もし僕の調査が正しければ、
電子銃から電子が出た瞬間に
波動性をもつことになるので、
必ずスリットを通り抜けることになるのか不思議です。

物理に精通している人に今現在分かっていることを正確に分かりやすく教えていただきたいんです。
お願いします。

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ベストアンサーに選ばれた回答

hwh********さん

編集あり2013/4/2013:08:15

不確定性原理が基本にあって、すべて粒子とかいってるものは、粒子みたいな性質をもった状態の発生確率がある程度の広さの範囲に広がっています。もやもやした状態が波として伝わる。そのもやもやの範囲の中では粒子的な状態があっちに生じたかと思えば、次の瞬間にはこっちに生じ、またすぐに別のとこに生じる。かきまぜた水で渦があっちにできたりこっちにできたり、大きな渦ができたのをみつけて 粒だ というけど、次の瞬間には消えて別のとこにできてる。
そんな感じです。

やはり、何かがある程度の範囲に広がって伝わってる そう考えないと二重スリット実験は成り立ちません。

シュレディンガーでわかるように、
量子=整数の性質は 波から生じる性質です。
すべて粒子と呼ばれるものが量子=整数的性質を持つ以上、
すべて基本はもやもやした波であり、ある特定の条件では粒子といわれるような状態になるということでしょう。

質問した人からのコメント

2013/4/20 14:48:59

一番納得がいったというか、
無理やり納得させられた感じですが。
月曜に専門の教授に聞きにいくことにします。

ベストアンサー以外の回答

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pis********さん

2013/4/2000:04:43

>電子銃から電子が出た瞬間に
>波動性をもつことになるので、
>必ずスリットを通り抜けることになるのか不思議です。

ここのところの意味がよくわかりません。
私には、波動状態の方が、必ずスリットを通ると思えますが。
粒子の場合の方が、通ったり通らなかったりすると思います。

>電子銃から電子が出た瞬間に
>波動性をもつことになるので、...

wyq********さん

2013/4/1923:53:28

教科書を読んだほうが良いという意見に賛成。
ただ、物理に精通してはいないけど、

>さらに必ずどちらかのスリットを電子は通ると書いてありました。

という部分には、ちょっと引っかかった。
「どちらのスリットを通ったのか分からないような実験」じゃないとキレイな干渉縞にはならないので、「必ずどちらか(一方)のスリット(だけ)を電子は通る(に違いない)」という考え方なら、かなり偏った個人的な解釈だと思う。
それから、「電子銃」や「二重スリット」などは思考実験上の装置なので、現実の実験ではさまざまな工夫がなされてる。
この辺りの事情については、(ブルーバックスにもある)外村彰の著作などにも載っている。

>必ずスリットを通り抜けることになるのか不思議です。

という部分は、おそらく「波動性」を誤解してるんじゃないか?
ベータ線が簡単に遮蔽できることは、原発事故のニュースからも分かったでしょ?
電子がスリット以外を通る確率も0ではないけど、スリットを通る確率と比べたら0と考えるオーダー(実験中に起こるかも疑わしい)。
また、仮にスリット以外を通った電子だけを集められたとしても、波長(運動量)や通過地点がバラバラになってしまうので、干渉縞には絶対にならない(「ヤングの実験」を思い出せ)。

uuu********さん

2013/4/1923:42:55

人間の解釈の問題です。量子は波動としてふるまい、マクロ系と相互作用すると粒子と観測される。
量子は粒子であるが、存在位置は波動関数によって確率的にしか求まらない。

どちらでも説明できるので、どちらが正しいかは問題ではありません。後者はコペンハーゲン解釈と呼ばれ知名度が高いですが、シュレディンガーの猫など多くの反論があります。
量子力学自体未完成であり、現時点でこれ以上の解釈の議論は無駄とされています。

rem********さん

2013/4/1922:22:56

補足しておくと、ファインマン物理学シリーズの量子力学の巻がおすすめ。別に予備知識はそんなに要らないので、入りたてでも十分。図書館に必ずある。

sur********さん

2013/4/1921:42:31

>>物理に精通している人に今現在分かっていることを正確に分かりやすく教えていただきたいんです。

知恵袋では教えられる人はまずいません。
教えられるとしてもそんなに暇ではないし。
ちゃんとした本を読みましょう。

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