Giải thích thí nghiệm khe đôi lượng tử

Nguyên lí bất định của Werner Heisenberg: “Vị trí của hạt càng được xác định chính xác bao nhiêu thì động lượng càng được xác đính kém chính xác bấy nhiêu và ngược lại.”

Các nhà khoa học đã thực hiện các thí nghiệm và tôi xin giải thích theo nguyên lí bất định của Werner Heisenberg

Thí nghiệm 1: Chiếu một chùm electron vào một màn hình

Vì không có sai số về động lượng nên không có sai số về vị trí, các electron phân bố khắp màn hình

Thí nghiệm 2: Chiếu chùm electron qua màn chắn chỉ có 1 khe trước màn hình

Tôi đại diện động lượng chùm electron bằng động lượng của hai electron, có các trường hợp sau:

– Cả hai electron đều  đi qua khe.

– Electron thứ nhất qua khe,electron thứ hai bị chặn và ngược lại.

– Cả hai electron đều không đi qua khe.

m1v1 + m2v2 = m1v1 + m2v2

m1v1 + m2v2 = m1v1

m1v1 + m2v2 = m2v2

m1v1 + m2v2 = 0

Cộng bốn trường hợp ta được

4(m1v1 + m2v2) = 2(m1v1 + m2v2)

• Động lượng sau bằng 2 lần động lượng ban đầu. Đối với mỗi động lượng ban đầu, sai số bây giờ luôn bằng động lượng ban đầu. Vì không có sai số về động lượng nên không có sai số về vị trí, các electron đi qua qua khe và tạo thành một dải sáng trên màn hình.

Thí nghiệm 3: Chiếu chùm electron vào màn chắn có hai khe, trên màn hình xuất hiện các dải sáng cách gần đều nhau và giảm dần từ trung tâm.

Có các trường hợp sau:

-Cả hai electron đều không đi qua hai khe

-Electron thứ nhất qua khe thứ hai, electron thứ hai qua khe thứ nhất và ngược lại.

-Electron thứ nhất qua khe thứ nhất, electron thứ hai bị chặn và ngược lại.

-Electron thứ nhất qua khe thứ hai, electron thứ hai bị chặn và ngược lại.

-Cả hai electron qua khe thứ nhất.

-Cả hai electron qua khe thứ hai.

m1v1 + m2v2 = 0

m1v1 + m2v2 = m1v1 + m2v2

m1v1 + m2v2 = m1v1 + m2v2

m1v1 + m2v2 = m1v1

m1v1 + m2v2 = m2v2

m1v1 + m2v2 = m1v1

m1v1 + m2v2 = m2v2

m1v1 + m2v2 = m1v1 + m2v2

m1v1 + m2v2 = m1v1 + m2v2

Cộng các trường hợp ta được

9(m1v1 + m2v2) = 6(m1v1 + m2v2)

• Động lượng sau bằng 3/2 lần động lượng ban đầu

Thí nghiệm 4: Bắn từng electron qua màn chắn có hai khe, các electron phân bố trên màn hình giống thí nghiệm 3.

Vì động lượng luôn được xác định nên không xác định được vị trí

Có các trường hợp sau:

-Electron qua khe thứ nhất

-Electron qua khe thứ hai

-Electron bị chặn

mv = mv

mv = mv

mv = 0

Cộng các trường hợp ta được

3mv = 2mv

• Động lượng sau bằng 3/2 lần động lượng ban đầu.

Thí nghiệm 3 và 4 có sai số động lượng giống nhau nên có sai số vị trị giống nhau.

Thí nghiệm 5 và 6: Đặt một máy dò hạt ở một khe và sau màn hình, sau đó bắn từng electron qua màn chắn có hai khe, trên màn hình xuất hiện hai dải sáng

*Giải thích thí nghiệm 3 và 4

Các electron di chuyển cùng hướng hoặc khác hướng.

Tôi kí hiệu v1,v2 là khác hướng ; v1 hoặc v2 là cùng hướng

Electron di chuyển theo các hướng trung tâm và hai bên

-Trường hợp 1:

v1      v2       0

v1       0       v2

0        v1      v2

-Trường hợp 2:

v1       0       0

0       v1      0

0        0      v1

-Trường hợp 3:

v2       0       0

0       v2      0

0        0      v2

Cộng theo cột 3 trường hợp ta được

3v1 + v2           2(v1 + v2)            3v2 + v1

Giữa hai khe các electron bị chặn

3v1 +v2                    0                     3v2 + v1

Sau khi qua hai khe, các electron di chuyển theo 7 hướng, hướng trung tâm sẽ là (v1 + v2) và nó bằng một nửa số electron bị chặn.

* Động lượng không thay đổi sau khi qua hai khe nhưng có sự thay đổi vị trí, gọi động lượng của electron là biến x, vẽ trên hệ tọa độ Oxy ta sẽ có sự phân bố là theo một đường dọc.

-> Các dải sáng cách gần đều nhau và giảm dần từ trung tâm.

Đây chỉ là các con số để giải thích thí nghiệm.

Các nhà khoa học đã tính chính xác xác suất ở mỗi vị trí mà các electron có thể phân bố vào nhờ sử dụng phương trình Schrödinger .

Thí nghiệm 5 và 6, khi đặt máy dò hạt thì động các electron tương tác với máy dò hạt nên có thêm trường hợp động lượng của một hạt bằng 0,lúc này sai số về động lượng là không có nên các electron phân bổ thành 2 dải sáng trên bức tường

Ý nghĩa: ý thức là khả năng kiểm soát hành động khi thực hiện hành động và hành vi là kết quả của ý thức, một hệ lượng tử càng nhiều kết quả thì ý thức của hệ càng yếu đi