單電子雙縫干涉實驗可以DIY么?

沒有大學實驗室的環境,普通人在家能否DIY單電子雙縫衍射實驗?


謝邀。

我不知道做這類實驗有沒有什麼行業規範。但就可行性而言,只要能得到器材以及有足夠的知識就可以做。

所以你得先定義你的「普通人」是什麼概念,以及你能得到的是什麼樣的器材。如果是一個普通高中生,想隨便從哪拆一個陰極發射管,然後自己捅一個縫做這個實驗,是肯定行不通的。


完全可以。先佔個坑慢慢填。

————————2014.10.30. 16:30————————

首先必須要指出:單電子的干涉實驗,應該在真空中進行。直接在空氣中做實驗,電子很容易被空氣的分子「彈開」,而導致實驗失敗。

單做一件(與批量生產相對)足夠大的真空腔,並附帶各種抽氣的東西,本身是一件比較專業的事,但是普通人有機會照葫蘆畫瓢弄一個。這個東西會很費錢,約20000元。

我下面會先簡單介紹一下DIY光電效應的實驗。這個實驗可以在空氣中進行。高中的物理老師用自製的設備給我演示過這個實驗。希望做電子干涉實驗前,先用這個實驗練練手。通過這個實驗,可以體會電子的運動是如何被影響的。

還需要指出,電子的來源是個關鍵。很多發射電子的東西,發射的電子太多了,根本不是單電子。

這個實驗的安全性嘛,關鍵在於要避免普通意義上的觸電,以及錯誤設計、操作導致的設備損壞。不必過於擔心輻射的問題。因為:1.DIY的設備中電子能量不高,2.大部分自由電子在真空腔中,3.真正發射的電子總量很少。

————————

————————2014.10.31 19:32————————

算了一下,電子的波長太小了……我需要再考證一下雙縫是用什麼東西做的……囧

————————2014.10.31 19:47————————

很多人用晶體來作為電子干涉或者衍射的材料。Jonsson用了銅箔,寬度0.3微米、相距1微米的雙縫。這個東西好似難找啊……


可能Exploring Quantum Physics Through Hands-on Projects這本書和你的需求有些接近


雙縫衍射實驗里如果沒有作為觀測用的熒光屏,電子會以什麼形式存在?湮滅在周圍物質中?


https://www.youtube.com/watch?v=R-6St1rDbzo

激光


推薦閱讀:

TAG:實驗 | 理論物理 | 量子物理 | 實驗物理 | 物理實驗 |