雙狹縫實驗（Double-slit Experiment）

雙狹縫實驗（Double-slit Experiment）
國立台南第一高級中學二年級阮鏞蔘/國立台南第一高級中學物理科王俊乃老師/國立彰化師範大學物理學系洪連輝教授責任編輯

在雙狹縫實驗中，光線是被照射在一個有兩狹縫切口的堅硬薄底片上。利用一個攝影用的底片或是其他偵測用的螢幕，紀錄那些穿透狹縫的光線。而可以只打開一個狹縫，或是同時開啟，兩個狹縫。

一般而言，當一個狹縫被開啟時，在底片上的圖案是一條相當狹窄的中央繞射光帶，伴隨著兩旁較為朦朧的平行光帶。而如果將兩狹縫都打開，出現的圖案，將變的非常清晰，而且至少有原來圖樣四倍的寬度；此時，所有入射光波前會同時地從狹縫射出，並輻射成同心圓的條紋圖樣。在光線抵達偵測屏幕時，通過兩個狹縫的波前重疊結果，將會決定光子在該點被觀察到的機會。最終這些在屏幕該處被觀察到的光子會形成一系列的光帶，或是所謂的“條紋(fringes)”。

當雙狹縫皆開啟時，若加入其他可以決定光線是否通過任一狹縫的物品，則干涉圖形會消失。並且會在各單一狹縫出現簡單的圖形。

然而，任一時刻的單一狹縫被開啟時，依舊可得到干涉的條紋。(造成兩種路徑之間在干涉儀(interferometer)上寬度的不同是因為一個光子可經過任一個狹縫。這就是當系統中的光線密度遠少於一條的狀況。)

實驗中最令人困惑的部份是兩狹縫都開啟，而一次朝屏障打出一個光子時，在被計錄下的攝影用紙上，同一干涉圖形看起來依然像是一次發射很多光子的圖。這清楚的結果表示，儘管只有單一的光子(photon)存在，具有波動特性的物質在通過雙狹縫時會同時地與自己產生干涉。(此實驗一般地適用於電子、原子，甚至是某些分子。)

費曼(Feynman)會很樂於說整個量子力學(quantum mechanics)的本質可以藉由仔細地思考此實驗的結果做說明。

參考資料：http://en.wikipedia.org/wiki/Double-slit_experiment#Overview