雙縫實驗

雙縫實驗（粵拼：soeng1 fung4 sat6 jim6），又可以叫雙狹縫實驗或者雙罅實驗，係物理學上嘅一種實驗，專門用嚟展示一樣嘢有波動噉嘅特性。如果一樣嘢係波動，噉呢樣嘢通過雙罅實驗當中塊版上面嗰兩條好細嘅罅（雙罅）嗰陣，會出現干涉嘅情況，因而睇到干涉圖案。

上：淨係得一條罅開咗嗰陣睇到嘅干涉圖案；
下：兩條罅都開咗嗰陣睇到嘅干涉圖案。

响 1801 年有物理學家用呢種實驗，證實光係種波動。

基本諗頭

睇埋：波動、干涉同繞射

波動係指傳送能量嘅擾動。聲係波動，而好似光等嘅電磁波都屬於波動。波動有好多種特性，其中一種係佢哋能夠有干涉嘅現象。

干涉係一種物理現象：當有兩股波動喺空間嘅某個位相遇嗰陣時，佢哋會互相增強或者抵消；例如有兩條相干（指兩股波動頻率同波形一樣）嘅光，如果佢哋同時照落去一塊屏幕嘅某一點上面，佢哋會互相增強或者抵消，增強嘅話嗰點會光咗，而抵消嘅話嗰點會暗咗；依家想像下圖噉，觀察者由正上方望落去，有股波動向右手邊行進，撞到一塊黃色嘅平面，塊平面令到股波動唔能夠繼續正常前進，但塊平面上面有兩條幼嘅罅，通過呢兩條罅嘅波動會喺黃色平面後嘅空間當中進行干涉，喺某啲位度佢哋會互相增強，而喺某啲位度佢哋會互相抵消，形成干涉圖案。

喺物理學對干涉嘅研究上仲有得計數，精確噉計出啲互相增強嘅位同埋啲互相抵消嘅位分別會喺邊。

雙罅實驗帶出嘅一個重要諗頭係

「

而家攞住一樣嘢，如果樣嘢喺雙罅實驗當中出現干涉，噉研究者就有證據話呢樣嘢係一種波動。

」

電子實驗

内文：物質波同波粒二象

睇埋：量子力學

例如電子（一種粒子）嘅雙罅實驗就好出名。想像下圖噉嘅佈置：喺呢場實驗入面，啲物理學家射一束電子落一塊平面（灰色嗰塊嘢）度，塊平面上有兩條極幼嘅罅喺上面。

跟住落嚟物理學家就觀察到一個意想不到嘅現象－

「

束電子通過兩條罅，並且最後撞落去一塊屏幕上面，仲喺塊屏幕上面形成一個干涉圖案。

」

依幅 gif 描繪雙罅實驗當中「啲粒子撞落塊屏幕度，啲點點慢慢形成好似波動干涉噉樣嘅光位暗位」嘅情形。

呢個噉嘅觀察喺當時好有革命性：响古典物理學上，能量（波動定義上係傳送能量嘅擾動）同物質不溜都畀人認為佢哋係本質上就唔同嘅兩樣嘢；但電子雙罅實驗顯示，電子（已知係種物質）都可以有干涉嘅現象，即係話好似物質噉嘅嘢（最少喺某啲情況下）可以展示出能量噉嘅特性；喺 1924 年，法國物理學家路易·德布羅意發表咗篇博士論文，提出「粒子具有啲本來諗住係波動先至會有嘅性質」－佢仲進一步指每一粒粒子都有個波長（波長係波動先有嘅一種特性），而且一粒粒子嘅波長仲有得攞呢條式計出嚟

$\lambda _{Broglie}={\frac {h}{p}}$；$[1]$

當中 $\lambda _{Broglie}$ 係粒粒子嘅波長，而 ${p}$ 係佢嘅動量。呢啲實驗同諗頭，帶起咗物質波嘅概念。物質波係講緊「物質同能量本質上係同一樣嘢」，所以每一件物質都會有同佢相應嘅物質「波」。

即係話

• 由上面嘅討論睇得出，電子雙罅實驗等嘅證據顯示，一啲本嚟諗住佢哋係物質嘅嘢具有能量先會有嘅特性－電子雙罅實驗就顯示咗電子好似波動噉，曉做干涉；
• 同時另外一啲實驗又顯示，一啲本嚟諗住佢哋係能量嘅嘢，會有物質先會有嘅特性；

呢啲噉嘅證據，帶出咗所謂嘅波粒二象概念；而啲方程式亦都反映咗呢點－$[1]$ 條式入面就將波長（能量先會有嘅一個物理量）同埋動量（物質先至會有嘅一個物理量）掕埋一齊。呢拃噉嘅研究，打破咗古典物理學界「能量同物質係兩樣本質上就唔同嘅嘢」噉嘅諗法，係量子力學理論嘅根基之一。

睇埋

• 光電效應
• 舒定牙貓