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量子力学の二重性についてです。

gap********さん

2019/5/1723:37:25

量子力学の二重性についてです。

二重スリット実験で量子は粒子になったり波動になったりする。というのが二重性ですが、 波動になる条件、粒子になる条件って解明されてないのですか?

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sen********さん

2019/5/2107:29:12

「粒子になったり波動になったりする」
ではなく「粒子性と波動性を併せ持つ」
という表現がより適当と思います。

粒子であるとしたら一個の粒子が
二重のスリットを2つに割れない限り
同時には通過できません。

確率の波であれば
(同時に存在することも可能なので)
同時に通過できてしまう。


全ての物質はもともと粒子性と波動性を併せ持っています。

ミクロの世界は粒子性に比べ波動性が強く現れますが、
マクロの世界は波動性が超微弱な為、
ほとんど分かりません。

私たちの体も波動性を持っていますが、
超微弱でほとんど分かりません。

もともと物質の持つ性質なので
波動になる条件、粒子になる条件などありません。



補足:

「観測すると波が粒子になる」について


物質波は波動関数で現わされます。

複素数の波になっていて、絶対値の自乗が存在確率になる波です。

複素数の波などは(実在する波ではないので)
観測することは出来ません。

波(発見確率の波)である電子を観測しようとすると、
幅のない針状の波は、
何処かある一点で確実に発見されることになります。

いわば針状の一点は粒子と同じこと。

(何度か試みて、何処か一点の分布状「確率分布」が
電子の「波の姿」。)

「観測」とは「波が粒子になる」現象ともいえます。

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tpt********さん

2019/5/2110:11:18

波動の性質が見えるような実験をすれば波動性を確認できます。
粒子の性質が見えるような実験をすれば粒子性を確認できます。

電子を使用した2重スリット実験で1秒に1個の電子がスリットを通り抜けるような弱い電子線使えば両方の性質が同時に観察できます。

電子はスリットを通り抜けた後スクリーンに衝突して検出されます。
1秒ごとにスクリーン上の何処か1点で電子の衝突が検出されます。
検出された点にはマークを付けておきます。

電子が波であれば同時に2か所以上の場所で検出されても良いのにそのようなことは起こりません。
この実験を十分長い時間をかけてマークした点の数が十分になった時のスクリーンを見ると波模様が現れますが、電子に波の性質が無ければ波模様は現れません。

この実験からは1個だけの電子が同時に粒子の性質と波の性質を併せ持つと言えます。

kaz********さん

2019/5/1823:06:45

粒子性というのを位置が特定しうる性質、とするならば、例えばスリッドを一つにして幅を狭めれば狭めるほど(δx→0)粒子性が増加します

por********さん

2019/5/1801:09:14

二重スリットは穴が2か所ある。
2か所以上の穴があれば
そこを通って高周波磁束が一巡できるから
例え粒子である電子が通りぬけても
固体内の電子との干渉が強く生じる。
しかし、それがどのように生じるかを計算するのは
現時点のヒトにはとても困難(概ね不可能)。
だから、マクロな現象を量子の性質と仮定して
波動性があると仮定して簡易計算する。
仮定して計算して実験結果と十分に合えば、
それは道具主義的に正しい。
それが量子物理と言うものです

穴が1つだったり、2つだけども十分に遠ければ
干渉は生じ難くなる。
これは量子物理的に言えば、
位置が正確になるような状態で観測すれば波動性は減る
と表現します。
これは波動性があると言う仮定に伴う適用条件(適用限界)を
明瞭にしたという事です。

fey********さん

2019/5/1801:08:57

ビッグバン宇宙論を採用すれば、
最初に粒は無かったんです。

だから、粒を作る方法がありません。
材料がないんです。

当然今も粒はありません。
粒だといってるものは、実は中身が詰まっていません。

原子だって、原子核と電子があるとしても、
ほとんど空っぽってことです。
原子核も電子も中身は空っぽでしょう。
当たり前の話です。

粒のようになってる波しかありません。

wha********さん

2019/5/1800:11:51

>波動になる条件、粒子になる条件って解明されてないのですか?
そんな器用なことはできない。同時に備えている。

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