物理学习札记

Author： Raiot
发布时间：April 19, 2019
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1907 words
Categories：学习笔记

最近学动量感觉都学傻了，于是就有了这篇文章。

省得高三复习还得琢磨半天。。。

部分文章内容来自知乎问答。

（也正是因为这些理论性内容复制粘贴容易才发blog里 <img src="https://www.everains.com/usr/themes/handsome/assets/img/emotion/aru/meditation.png" class="emotion-aru">

如有困扰，请联系删除。

持续更新～

## 动量

### 定义

历史上，一种观点认为应该用物理量mv来量度运动的“强弱”，另一种观点认为应该用物理量mv²来量度运动的“强弱”。
  主张以mv量度运动的代表人物是笛卡尔，他认为“在物质中存在一定量的运动，它的总和在世界上永远不会增加也不会消失”。这实际上是后来所说的动量守恒定律的雏形。
主张以mv²量度运动的代表人物是莱布尼兹。他认为守恒的应该是∑mv²而不是∑mv。
  法国科学家达朗贝尔用他的研究指出，双方实际上是从不同的角度描述了运动的守恒性。
动能1/2mv²决定了物体在力F的阻碍下能够运动多远，而动量mv则决定了物体在力F的阻碍下能够运动多长时间。也就是说，动量定理反映了力对时间的累积效应，动能定理反映了力对空间的累积效应。

所以，我的理解是动能和动量都是描述运动度量的，只不过在研究不同问题时的角度不同而已。

## 粒子

### 光量子

#### 双缝干涉实验

双缝，顾名思义，就是在一块隔板上开两条缝。

用一个发射光子的机枪对着双缝扫射，从缝中漏过去的光子，打在缝后面的屏上，就会留下一个光斑。（等效于 1961 年电子双缝干涉实验）

在实验之前，科学家的推测如下：

##### 第一种可能

如果光子是纯粒子，那么屏幕留下两道杠。

光子像机枪发射的子弹一样笔直地从缝中穿过，那么屏幕上留下的一定是 2 道杠，因为其他角度的光子都被板挡住了。

##### 第二种可能

如果光子是纯波，那么屏幕上会留下斑马线般的一道道条纹。

光子穿过缝时，会形成 2 个波源。两道波各自震荡交汇（干涉），波峰与波峰之间强度叠加，波峰与波谷之间正反抵消，最终屏幕上会出现一道道复杂唯美的斑马线（干涉条纹）。

##### 第三种可能

如果光子是波粒二象，那么屏幕图案应该是以上两种图形的杂交混合体。

总之，

两道杠 = 粒派胜；

斑马线 = 波派胜；

四不像 = 平局。

是波是粒还是二合一，看屏幕结果一目了然，无论实验结果如何，都在我们的预料之中。

##### 第一次实验 ：把光子发射机对准双缝发射。

结果 ：标准的斑马线。

根据之前的分析，这证明光子是纯波。OK，实验结束，大家回家洗洗睡吧。

粒派不服：我明明知道光子是一个一个的粒子！

这样，我们再做一次实验，把光子一个一个地发射出去，看会怎么样，一定会变成两道杠的！

##### 第二次实验 ：把光子机枪切换到点射模式，保证每次只发射一个光子。

结果 ：斑马线，竟然还是斑马线，怎么可能？我们明明是一、个、一、个把光子发射出去的啊！

最令人震惊的是，一开始光子数量较少时，屏幕上的光点看上去一片杂乱无章，随着积少成多，渐渐显出了斑马线条纹！

光子要真的是波，那粒派也不得不服。

问题是：根据波动理论，斑马线来源于双缝产生的两个波源之间的干涉叠加；而单个光子要么穿过左缝、要么穿过右缝，穿过一条缝的光子到底是在和谁发生干涉？

难道……光子在穿过双缝时分裂成了两个？一个光子分裂成左半光子和右半光子，自己的左手和右手发生了关系？事情好像越来越复杂了。干脆一不做二不休，我们倒要看看，光子究竟是怎样穿过缝的。

##### 第三次实验 ：在屏幕前加装两个摄像头，一边一个左右排开。哪边的摄像头看到光子，就说明光子穿过了哪条缝。同样，还是点射模式发射光子。

结果：每次不是左边的摄像头看到一个光子，就是右边看到一个。一个就是一个，从来没有发现哪个光子分裂成半个的情况。

大家都松了一口气。 光子确实是一个个粒子，然而在穿过双缝时，不知怎么就会变形成两道波同时穿过，形成干涉条纹。

虽然诡异了些，不过据说这就是 波粒二象性 了，具体细节以后再研究吧，这个实验做得人都要精分了。

然而，就在这时，真正诡异的事情发生了……

人们这才发现，屏幕上的图案，不知什么时候，悄悄变成了两道杠！

没用摄像头看，结果总是斑马线，光子是波；

用摄像头看了，结果就成了两道杠，光子变成了粒子。

实验结果取决于看没看摄像头

Last modification：May 4, 2019

原创不易，请我杯奶茶吧~

物理学习札记

Raiot • 2019 年 04 月 19 日

最近学动量感觉都学傻了，于是就有了这篇文章。

省得高三复习还得琢磨半天。。。

部分文章内容来自知乎问答。

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## 动量

### 定义

所以，我的理解是动能和动量都是描述运动度量的，只不过在研究不同问题时的角度不同而已。

## 粒子

### 光量子

#### 双缝干涉实验

双缝，顾名思义，就是在一块隔板上开两条缝。

用一个发射光子的机枪对着双缝扫射，从缝中漏过去的光子，打在缝后面的屏上，就会留下一个光斑。（等效于 1961 年电子双缝干涉实验）

在实验之前，科学家的推测如下：

##### 第一种可能

如果光子是纯粒子，那么屏幕留下两道杠。

光子像机枪发射的子弹一样笔直地从缝中穿过，那么屏幕上留下的一定是 2 道杠，因为其他角度的光子都被板挡住了。

##### 第二种可能

如果光子是纯波，那么屏幕上会留下斑马线般的一道道条纹。

##### 第三种可能

如果光子是波粒二象，那么屏幕图案应该是以上两种图形的杂交混合体。

总之，

两道杠 = 粒派胜；

斑马线 = 波派胜；

四不像 = 平局。

是波是粒还是二合一，看屏幕结果一目了然，无论实验结果如何，都在我们的预料之中。

##### 第一次实验 ：把光子发射机对准双缝发射。

结果 ：标准的斑马线。

根据之前的分析，这证明光子是纯波。OK，实验结束，大家回家洗洗睡吧。

粒派不服：我明明知道光子是一个一个的粒子！

这样，我们再做一次实验，把光子一个一个地发射出去，看会怎么样，一定会变成两道杠的！

##### 第二次实验 ：把光子机枪切换到点射模式，保证每次只发射一个光子。

结果 ：斑马线，竟然还是斑马线，怎么可能？我们明明是一、个、一、个把光子发射出去的啊！

最令人震惊的是，一开始光子数量较少时，屏幕上的光点看上去一片杂乱无章，随着积少成多，渐渐显出了斑马线条纹！

光子要真的是波，那粒派也不得不服。

##### 第三次实验 ：在屏幕前加装两个摄像头，一边一个左右排开。哪边的摄像头看到光子，就说明光子穿过了哪条缝。同样，还是点射模式发射光子。

结果：每次不是左边的摄像头看到一个光子，就是右边看到一个。一个就是一个，从来没有发现哪个光子分裂成半个的情况。

大家都松了一口气。 光子确实是一个个粒子，然而在穿过双缝时，不知怎么就会变形成两道波同时穿过，形成干涉条纹。

虽然诡异了些，不过据说这就是 波粒二象性 了，具体细节以后再研究吧，这个实验做得人都要精分了。

然而，就在这时，真正诡异的事情发生了……

人们这才发现，屏幕上的图案，不知什么时候，悄悄变成了两道杠！

没用摄像头看，结果总是斑马线，光子是波；

用摄像头看了，结果就成了两道杠，光子变成了粒子。

实验结果取决于看没看摄像头

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