015電子/画素/秒)で実験を行いました。その結果、下部電子線バイプリズムへの印加電圧が大きくなるに従い、V字型二重スリットの像が下側から重なり始め、中央部で重なり、スリット上部で重なった後、二つのスリット像が入れ替わりました(図4)。両スリットの像が重なった領域でのみ干渉縞が観察され、その前後の領域では干渉縞は観察されず、一様な電子分布となりました。 図4 V字型二重スリットによる干渉実験の様子 下部電子線バイプリズムへの印加電圧が10. 0Vから大きくなるに従い、V字型二重スリットの像が下側から重なり始め(b)、25. 7Vでは中央部で重なり(c)、31.
Quantumの「観測」の定義が誤っている。 Dr. Quantumの説明では、「観測」が主観的な認識として扱われている。 しかし、量子力学における「観測」は、マクロとの相互作用のことであり、主観的な認識は必ずしも必要ではない。 主観的な認識と誤解されないようにするためには、「測定」と表現する方が望ましい。 第二に、Dr. Quantumは 波動性と粒子性の二重性 を正しく理解していない。 物理では、粒子は一点に凝集し、波は空間的に広がりを持つ。 だから、両者の整合性を取るために、波動力学では確率解釈を導入し、標準理論では 射影仮説 を導入する必要があったのである。 それなのに、Dr. 二重スリット実験が面白すぎるので皆に知ってほしい | ヨイコノムダチシキ. Quantumの動画では、波が持続して一点に凝集している。 これでは二重スリット実験の干渉縞が全く説明できない。 Dr. Quantumは、どのような時に粒子性を持ち、どのような時に波動性を持つのかも誤っている。 量子力学では、測定時以外に粒子性を持つのかどうかは諸説あるが、波動性は常に存在するものである。 標準理論では、射影仮説が適用されると、その瞬間だけ波は一点に凝集されるが、決して、波動性が失われるわけではない。 ハイゼンベルクが論文「量子論的運動学および力学の直観的内容について」で明らかにしたように、一時的に凝集した波も時間とともに広がってしまう。 それなのに、Dr.
誕生から115年、天才たちも悩んできた どうしても「腑に落ちない」実験 むかし、大学で初めて量子力学を教わったとき、「二重スリット実験」が理解できずに苦労した憶(おぼ)えがある。 いや、古典的な「ヤングの干渉実験」なら、「波の重ね合わせ」の図を描いて勉強したからわかるのだけれど、水の波が量子の波になった瞬間、いきなりチンプンカンプンになってしまうのだ。 今回は、そのチンプンカンプンが「腑に落ちた」話を書こうかと思う。 だが、まずは古典的なヤングの干渉実験から説明することとしよう。トーマス・ヤングは、1805年に光を2つのスリット(縦長の切れ目)に当たるようにしたところ、2つのスリットを通り過ぎた光が「干渉」を起こして、最終的に縞々模様になることを発見した。 干渉模様ができるのは、それぞれのスリットを通り抜けた波が、互いに干渉し合うからだ。つまり、山と山(または谷と谷)が出会うと波が強くなり、山と谷が出会うと打ち消し合って波がなくなるのである。 この波の強さは、専門用語では「振幅」といい、光の場合でいえば「明るさ」に相当する。光の波が強め合う場所は明るくなり、弱め合うと暗くなるわけだ。 シュレ猫 「縞々模様ができたから、光は波にゃ? 」 そう、光の本質は波だということをヤングは証明した。 この実験の背景には、「光は粒子か波動か」という論争があった。たとえばニュートンは、光の本質は粒子だと考えていた。でも、ニュートンほどの大家であっても、たった一つの実験によって自説を撤回せざるをえない。ヤングの実験は、まさに科学の鑑(かがみ)みたいな実験だといえよう。 金欠が「量子」の概念を生み出した!? Dr.Quantumによる二重スリット実験トンデモ解説. ところが、事はさほど単純ではない。この結論は、「量子」の実験になると一気に瓦解するのだ。 そこで、次に量子の干渉実験を説明しよう。といっても、光を使う点は同じだ。なぜなら、光も量子の一種だからである。 ただし、量子である点を強調するときは、光ではなく「光子」(photon)という言葉をつかう。研究者によっては、光子ではなく「フォトン」とだけよぶ人もいる。 量子版のヤングの実験では、電球みたいに一気に光を出すのではなく、光子を一粒ずつ発射する。 あれれ? 光は粒子ではなく波だと結論したばかりなのに、どうして一粒ずつ発射できるのさ。ヤングの実験はいったい何だったの? ええと、ヤングの時代には、量子という概念は存在しませんでした。量子という考えは、1900年にマックス・プランクが導いた公式に初めて登場する。 マックス・プランク photo by gettyimages それまで、エネルギーは連続的に変化すると信じられていたが、プランクは、エネルギーが飛び飛びに変化し、さらにはエネルギーに最小単位、すなわち「量子」が存在すると考えたのだ。 シュレ猫 「日本円に1円という最小単位が存在するのと同じかにゃ?」 似ているといえば似ているかもしれませんね。元・日産会長のカルロス・ゴーンさんみたいに90億円も報酬をごまかしていたら、1円なんてゼロに近いから、1円から2円への変化が「飛躍」ではなく無限小で「連続」に見えるかもしれないが、私みたいに月額8000円の携帯電話料金を3000円にして喜んでいるような人間にとっては、1円は立派な単位である。 要は、世界はアナログかと思っていたらデジタルだった。プランクがそこに気づいたということ。プランクさん、お金に困っていたんでしょうかねぇ。
こんにちは、砂金です。 今まで与えられた概念をぶっ壊しましょう。 そして自分で理解しなおしましょう。 何故人は生きるのか? これは人類の最大の疑問だと思ってます。 私はよくネットで調べたりするんですが… ざっと調べるとこの3種に分かれる感じでしょうか。 1.神(に値する存在)による試練 2.未来人によるシミュレーション 3.宇宙による偶然 =つまり意味はない どれも一定の支持を得ていますけど… 私は現状、どれも否定するつもりはありません。 ただ一つ言えるのは 論理の無い理由は信用ならない ということだけです。 だから私はひとまず、 科学的、数学的で信用できそうな 量子力学 を学ぶことにしました。 量子力学 人が生きる意味を、 科学的に、数学的に知りたい方が避けて通れない学問 それが ただこれには数多くの罠があります。というのも、 その人の解釈が間違っていたり、 理論に基づいているようで説明が間違っていたり、 様々なフィルターを通して間違った情報(罠)に はまってしまうことがあるからです(経験談) 私も情報元には注意を払っていますが、 この記事は私の現時点での解釈であることをご了承ください。 それでは、間違いが無いように注意しながら 量子力学入門を始めていきましょう。 二重スリット実験 量子力学で超有名な実験を紹介します。 「二重スリット実験」 下で紹介するDr. Quantum(おじいさんの名前)の動画は、 説明があいまいで明らかな間違いがあります が、 視覚的に分かりやすいし、量子力学の面白さが分かります 5分程度で見れます。 ※ただし、やはり間違いがある点には注意(後ほど解説します) 2重スリットの実験 これも動画を見ていない方へ簡単に説明しますと… 1. 量子は、 "波"動的な性質 と、 "粒子"的な性質 とが 重なりあっている(二重性) 2. 量子は "観測" されると 波動的な性質が消えて、 粒子的な性質に定まる 。 ※2はこの動画の間違いですので、次に解説します。 二重スリット実験におけるよくある勘違い Dr. 二重スリット実験 観測説明. Quantumによる二重スリット実験トンデモ解説 「節操のないサイト」Dr.
最初は1個の粒子だったのに、途中で波に変身して、2つのスリットを通り抜けて干渉が起こり、最後はまた1個の粒子に変身して点を記録する……、のだろうか。 そもそも、われわれが観測していないとき、光子が粒子なのか波なのかを問うことにはいささか問題がある。たしかに最初と最後は「粒子」なわけだが、途中がどうなっているかは観測していないのだから、本当のところはわからない。しかし、わからなくては気持ちが悪い。 模範解答を書いてしまうと、量子は本質的に「粒子であり波でもある存在」なのだ。ニュートン力学までの人類の発想では、「粒子なのか? それとも波動なのか?」と問うてしまうが、そうではなく、量子は「同時に」粒子であり波でもある。ピリオド。 だから、位置が特定できなくなった「途中」の領域においては拡がりをもって波として振る舞うことになんら不思議はない。 シュレ猫 「だったら、最後も波のまま、うっすらとグラデーションがついた縞々になればいいにゃ。やはりもやもやが消えないにゃ!」 たとえば、最終着弾地点がフィルムだとすると、そこにある無数の分子と相互作用していくうちに、徐々に波の性質が失われ、最後には一点に収束して記録される。それに、途中は波だ波だといっているけれど、それは海の波みたいに実在する波ではなく、そもそも「確率の波」だったりする。 ええい! やはりこんがらがってわかりにくい!
それについては次の 二重スリット実験から見える「物」の本質とは へつづく。
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