二重スリットに関しての質問です

質問

物理学の素人です。最近シュレティンガーの猫から二重スリットの実験というのを知りました。自分なりに色々検索して調べたんですが、一つ疑問があります。二重スリットの実験においてスクリーンに跡が残るとありますが、このスクリーンとスリットとの距離を変えた場合どうなるのか知りたいのです(検索しても見つかりませんでした)スクリーンが電子の動きに影響を与えないなら、電子の動きの軌跡がそれで分かるような気がしたからです。(勿論、その距離が電子の動きに影響を与えているか否かは知りませんが)素人発想の只の疑問です。詳しい方教えてください。

回答No.4

ereserve67 · ベストアンサー

いろいろな回答者やそれに対する質問者様のコメントをみると，「スクリーンとスリットの距離を変えたときどうなるか」という具体的な疑問よりももっと根本的な問題，すなわち電子のスリット実験でも光と同じような干渉縞が得られることを理解する方がもっとスリリングだと思います．ファインマンは量子力学の神髄と言っています．

二重スリット実験すなわち1個の電子が作る干渉縞の実験は，日本の外村彰氏の実験が世界的，歴史的に最も美しい実験とされています．電子波という波が干渉しているのです．外村氏はAB効果の実証でも有名です．

是非，朝永振一郎著「鏡の中の物理学」を読んでみましょう．そこでは波乃光子が裁判にかけられます．スリットを通ったかどうかをめぐって．この質問サイトでは書ききれない本質的なことが書いてあります．

お礼

回答ありがとうございます。その後自分でも調べ、なかなか興味深く感じてきました。何事も勉強だと思い、思い切って色々本を読んでみたいと思いました

回答No.3

nananotanu

>光と電子の違いを説明しろ

光を(波ではなく)光子という粒子として考えればいいのです。
この実験の本質は、光がスリットを通ると・・・とか、電子がスリットを通ると・・・・とかなどではなく、粒子という物体(正体は何でもいい)がスリットを通ると、『粒子なのに』波動(波)の性質である干渉が観られる、ということなのです。本質を見逃してはいけません、小事にとらわれて。
　当然、スリットより小さくないと駄目だけど、なんでもいい、とはいっても

なお、粒子の波動性はモノがでっかくなって遅くなると非常に小さくなりますので、あらわには見られなくなりますので、その点でも注意。逆に言うと、我われも運動すれば、(検出できないほど些少ですが)波動性を帯びるのです。

ついでに、光子は「こうし」と読みます。

お礼

回答ありがとうございます。光子と電子はおそらく違うものなのですね。ただ、回答者さんがおっしゃりたいのは、粒子の波動性こそが重要なんだということなんですね。ただ、私が見たサイトでは電子を扱っていたものですから、電子で統一していただけるとありがたいです。そして、二重スリットの実験に関して更に以下の疑問があります
(1)スリットとスクリーンの距離をゼロにしたとき、二つの跡が残る場合があるのか
(2)一個の電子を放ち、一個の跡が残る⇒別の場所で同じではないが極力同じ環境で一個の電子を放ち、一個の跡が残る　を繰り返して、そのたくさんのスクリーンの跡を重ねたときも干渉縞になるのか
(3)一個の電子を放ち、一個の跡が残る⇒別のスクリーンを用意して一個の電子を放ち一個の跡が残る　を繰り返して、そのスクリーンの跡を重ねたときはどうなのか
(4)一個ずつ電子を放つ間隔の時間によって結果は変わるのか？
物理の素人が考えた疑問に回答してくださり、本当に感謝しております

回答No.2

foomufoomu

2重スリットの実験は、
普通の光を1つのスリットに通したときは、ぼーっと広がった光がみられるだけ、２つのスリットに通すと2つの光が干渉して縞模様を作る。　では、光をうんと弱くして粒子が1個だけの常態では？・・・やはり縞模様の分布になる。まるで1つの粒子が2つのスリット両方を通ってきたよう。
という実験です。

スリットとスクリーンの距離をうんと小さくすれば、1スリットの場合と同じですから、縞模様はできません。

お礼

回答ありがとうございます。ではスクリーンとスリットの距離がある程度の距離に達したとき縞模様になるんですね。私が見たサイトでは電子銃を使っての実験でした
http://www.h5.dion.ne.jp/~terun/doc/slit.html
光と電子の違いを説明しろと言われても説明はできませんが、同じものなのでしょうか？

回答No.1

asuncion

スリットどうしの間隔が一定であるとして、
スクリーンとスリットとの距離が遠くなるほど、
電子が描く縞模様は濃い部分と薄い部分との差が
小さくなると思います。
当方、物理学については素人ですので、
とんでも回答かもしれません。

お礼

早速の回答ありがとうございます。スクリーンとの距離が縞模様をつくることに影響がなければ、スクリーンとの距離は電子の動きに影響は与えていないということなんですかね・・・。もしそうならスクリーンとスリットの距離をゼロにして、電子一個飛ばしてスクリーンに跡が一つしかないなら、やはりスリットを通ってるのは一個だけってことになるような気がします。まぁ、素人の発想ですが。