一個光子的衍射？
首先，本人學識不高，只是高中時愛好物理，某天突發奇想想到這個問題，一直困惑至今，沒有答案，拜請各位大神幫在下答疑解惑。
我們知道光是同時具有波動性和粒子性，同時具備兩者的某些特徵，假設某個實驗能截取一段光子，然後讓該光子通過具備發生衍射的狹縫，該光子是否通過衍射變成兩段光子？
單光子會有衍射現象, 但不是像題主說的"通過衍射變成兩段光子".
首先要明確衍射和干涉沒有本質區別, 因為有無窮多個縫的干涉就變成了衍射. 事實上, 我們也正是這樣在數學上處理衍射現象的: 將無窮多個縫的干涉加起來就成了衍射.
單光子會發生雙縫干涉現象, 那麼單光子也會發生單縫衍射現象, 物理機制完全相同.
那麼問題來了, 為什麼單光子也會發生干涉? 這大概有無數科普書寫過了: 量子力學告訴我們, 不是光子變成了兩個, 是光子到達狹縫後的一點有兩種路徑: 光子既可以從縫1走, 也可以從縫2走. 當我們無法區別光子究竟是從哪條縫走時, 實際光屏上某點觀測到光子的概率是兩種路徑的概率幅相加後取模方[1]. 所以說, 單光子的干涉歸根結底是單光子自己與自己通過不同路徑發生的干涉.
對於單縫衍射, 如上面所說, 將單縫看成無數多個小縫的疊加. 此時探測到光子的概率就是這無窮多個概率幅相加後取模方. 這和傳統光學意義上的單縫衍射圖樣相似.
- 《費曼物理學講義 第三卷》. 上面第一張圖即取自該書第4頁. 由此可見該書廢話之少, 切入主題之快. [4]
- 《QED: 光和物質的奇異性》. 這也是費曼的書. 上面第二張圖即取自該書第56頁.
量子力學有很多地方容易被誤解，或者說被有心人曲解，其實從基本原理來講沒有那麼神奇。簡單來解釋，量子力學有一個測不準原則，就是說一個量子，你無法同時準確知道他的位置和動量，那麼在你沒有測量的時候，你只能用概率去描述量子狀態。這時候就被一些玄學家用一些既死又活的貓之類的東西來瞎解釋，根本不是那麼一回事。學過初中物理的都知道，我們要想測量，就要求尺子的精度比被測量的物體小，比如要測一個一米長的東西，尺子的最小刻度不可能高於一米，否則根本測不準，都靠猜的嘛！那麼既然量子已經是物理上最小的粒子了，怎麼可能還能找到比他更小的尺子來測量呢？所以自然是測不準的，是要靠猜的，要用概率來描述的。什麼是波函數塌陷？就是你要測量，自然要用光子去與被測量的東西接觸，一接觸自然就改變了被測量量子的狀態，那麼你知道的同時，狀態就變了，測量就無意義了。所以這裡要搞清楚，測量是粒子相互作用改變了狀態，而不是什麼意識發生了作用，全是扯淡的。
說回到單光子干涉和衍射的問題，每個粒子都是按照概率分布的，單光子觀察，自然就是個點，多了就出現概率函數的干涉或者衍射效果，不存在什麼同時通過兩條縫的說法，也不存在什麼量子能夠意識到有單峰還是雙縫，從而表現出不同的波紋。
一個光子同時穿過兩個狹縫衍射，並自己與自己干涉。
不用也不會變成兩個。
不能單個光子通過狹縫會發生衍射，衍射的結果是衍射條紋，而衍射條紋實際上是一種概率分布。所以對單個光子而言，在屏上只有一個感光點，所以不會變成兩個，但這個點出現的地方是隨機的，同時遵循衍射條紋的概率分布，也符合波的性質。
如果用光子的概念來看待水波或聲波，也會出現同樣的困惑，這是把連續體當做量子體必然會出現的問題。
不會變成兩段光子。
單次實驗的結果就是屏上只有一個點。不會出現兩個或者更多。這個點的位置是隨機的，但是有概率分布。
如果進行大量重複實驗，最終屏上的圖案會逐步趨近於連續單色光的衍射圖形。這是由概率波的統計性質決定的，也是波動性的體現。
其實更神奇的是干涉，假如將光子或者電子逐一間斷打出，使其經過能產生干涉的雙縫，那麼屏上還是會逐一出現獨立的點，當這些點逐漸多起來，它們的圖案——沒錯——是干涉圖案。
這意味著間斷打出的單個光子/電子竟然干涉了！它自己跟自己干涉了！它是怎樣經過雙縫的我們不得而知，反正一般的想法是想像不出來那個畫面的——一定程度上可以認為它同時通過了兩個縫。
更神奇的是，我們連檢測都辦不到，因為測量行為會導致波函數坍縮，造成不可逆轉的轉變。
如果你要問為啥測量會引起坍縮，那你得先弄明白測量的具體定義、它是什麼時候開始的、什麼時候結束的。問題是，一大群科學家忙了好多年都沒弄明白，所以我也沒辦法回答╮(╯_╰)╭。
所以究竟是怎麼回事現在還沒法講得特別明白。
總之，衍射是會發生的，不會出現兩個或者更多的點。大量重複實驗會得到衍射圖案。另外，單個光子也可以干涉，大量重複實驗也會得到干涉條紋。
爪機編輯，暫時無法給出詳盡說明和圖片。不保證答案完整嚴謹，僅供參考，願能盡解君之疑竇。光子雙縫和電子的雙縫實驗一樣，一個光子通過雙縫是隨機的出現在屏上的，該位置的概率和雙縫干涉條紋亮度成正比
題主疑惑的是在被觀測之前，我們應該怎樣認識與描述光的衍射、干涉中粒子會有可能出現在不同地方這個物理現象。用經典的物理想像的話自然就是光子分裂成許多個，但是這種描述無法很好地解釋這個現象，奇怪的地方題主一定意識到了。
經典的物理來描述這個現象時會產生問題，量子力學就是致力於用來描述這種過程，波函數。
波函數，就是一種能幫助描述粒子在某時間某地點被發現的概率是多少的函數。一旦觀測，就會發生塌縮現象，塌縮的具體的過程還不被科學家理解。
所以，題主用經典物理想像量子物理會出現問題，偏差。要麼改進經典物理的描述方法，要麼理解物理學家的描述方法。這種方法要滿足：能解釋現有的現象，和預測未來所有的現象。題主的用詞很讓人困惑，啥叫一段光子，啥又叫變成兩段光子，光子是個粒子啊，怎麼能。。。
當光子通過狹縫的時候，一般來說是認為光子比狹縫小，而從波的理論來看，光波比狹縫大，而波粒二相性個人認為光子的波性和粒子性，是光子的作用力的範圍，而不同觀測工具也會對光子施加不同的作用力，從而導致不同的預期的行為。
以下民科回答，光子是一種基本粒子，他為什麼有不同的作用範圍，如果把光子分為更多更小的微粒團體，而時間，空間本身也是微粒團體，如果4種基本力其實是更小的微粒相互作用從而解釋作用力的範圍有大有小，從這個意義上來說一個光子變成兩段也是可以理解的。
我來回答問題，是因為我看到一個解釋說，之所以經典理論無法解釋微觀世界的原因是因為微觀世界與經典世界本質不同，光子的波粒二相性是微觀粒子的本質特徵，與我們經典世界的波或者粒子從本質上不同的，他要麼是波要麼是粒子，但光子不管你是觀測到波現象還是粒子現象，波粒二相性的本質並沒有消失。
所有的理論都是對現象的總結，本質這個概念從來都不存在，如果非要說的話，本質是對一種理論更深刻的認識。一種理論並沒有絕對的正確錯誤，只要能符合實驗，能預測，能指導製造產品，就是正確的，用數學史上的三次危機來說，每次承認一種新發現讓我們有了更深刻的認識，只有涉及到原理論無法解釋的時候才是錯的。
對於一個光子衍射，前面的回答都是從量子力學來討論的，愛因斯坦當然也知道這種現象，但是他不能解釋，也不願意相信哥本哈根詮釋，我相信，量子力學現在仍然屬於遇河搭橋，只是一種不斷摸索總結的理論，因為不能像相對論那樣明確提出兩條基本公設，都是先從經典理論去闡述，從而得出匪夷所思的理論，匪夷所思不屬於量子理論，而是微觀世界本身對經典世界來說是匪夷所思的，換句話說，量子力學還沒有獨立性，缺乏創造性，不足以揭露微觀世界本質。
有一個弦論倒是也有解釋，與量子力學不同的是，他明確提出了現有的物理技術（加速器）無法對弦論證實，弦論提出十維（或更多）空間。
從我民科的角度想想，時間空間的本質是什麼，一個物體的下一秒或許還是那個物體，一個物體坐上火車移動幾千里還是那個物體，憑什麼，這種連續性來自哪裡，如果有穿越這種現象，那麼是如何相互作用的，愛因斯坦提出物質即能量，能量似乎在不改變物質的情況下傳輸移動，那麼穿越是不是也是並沒有物質移動，而是物質化為能量，能量傳輸後又轉化為物質，那麼在能量的傳輸中是如何與空間時間相互作用的，有種說法，時間是由時間量子，空間由空間量子做成，這些量子和物質能量本質是一樣的，但是在相互影響下形成不同特性，但是他們之間仍然能相互作用，但是他們的本質和相互作用現在技術對平無法觀測。
先簡單說下單個光子的雙縫干涉吧。
就是說每次只發射一個光子，7讓它經過雙縫，那麼當他經過干涉器件的時候會分裂（這個詞不準確）成兩個兩個光子分別經過雙縫，然後自己和自己發生干涉到達干涉屏。如果繼續從光源一次只發出一個光子，那麼數量多了之後就會在干涉屏上看到和一般干涉相同的圖案。
對於單縫衍射，我們可以把單縫微分成很多個狹縫，然後就和上面情況類似了。所以可以認為會發生衍射，並且每次發射一個，發射多次之後，衍射屏上也會有衍射圖案。
至於題主說的兩段光子，你是指經過狹縫之後不同的光子走向不同的方向嗎？那麼不是的。
單個光子在未被檢測的情況下是呈現出一團雲一樣的狀態的，無論什麼時候它都具有波粒二象性，然後在不同的實驗中表現出波動性或粒子性。不能。
可能你還是不太理解光的波粒二相性。
據我所知（以前從哪看的，無從考證，就不保證真實準確性啦），單個光子經過狹縫，表現的是粒子性行為。但是多個光子（可以分別的通過狹縫）通過狹縫，就會顯現出衍射的條紋，表現為波的性質。
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