如何挑选盖革计数器,盖革模式

量子力学推翻决定论了吗?

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量子论是不是能够推翻决定论,目前还在争论之中,不过我想很多科学家都倾向于没有 。为什么呢?因为虽然在微观领域,我们观测到了大量的诡异的量子现象,比如电子双缝实验中,我们发现电子从a缝和b缝过的叠加态,又比如海森堡测不准原理 。但是在宏观物体上,我们从来也没有发现过一只既死又活着的叠加态的“薛定谔的猫” 。上世纪80、90年代,物理学家们发现,一个孤立的量子系统如果和宏观的测量装置发生耦合,或者是和周围的宏观环境发生相互耦合,那么按照量子力学的规则,与量子系统耦合的宏观物体中那百万亿个原子,也必须以叠加态存在 。
然而,系统中的大量的原子相互之间作用,会产生更加复杂的叠加态,在这个复杂的叠加态中,一些精细的叠加态,就像热能从高温物体上散失一样丢失了,这个现象叫做“量子漏失”,物理学家把漏失的过程叫做“退相干” 。2006年,剑桥大学的罗斯·卡本特和安德鲁·安德森用实验证实了量子叠加态的坍缩和退相干现象发生在盖革计数器的使用上 。
退相干究竟如何发生,又是发生在微观量子体系到宏观系统之间的哪个层级上,目前还是有待解决的问题,可能还有我们没有发现的物理规律 。但从现实事实上看,虽然在微观世界,量子力学表现出了很多奇妙的特性,比如测不准原理,又比如量子叠加态 。可是一旦进入宏观世界,量子效应迅速的退相干 。宏观上看,大量的物理事实依然回到了牛顿体系 。
请问人类如何做到发射一个光子?又是如何检测它是一个光子?
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按照经典的麦克斯韦电磁学,光是一种电磁波,是一个交变的电磁场,在真空中的传播速度是30万公里每秒,这也是物质传播速度的极限 。●我们通常所说的光,是指肉眼可见的电磁波,它的波长在380~780纳米之间 。但是,实际上有些动物可以看到波长更长的电磁波 。比如说狗就可以看到一部分红外线之外的电磁波,所以在一些黑暗的森林里面,狗会提前发现危险 。
但是,纯粹用电磁波的理论,有一些物理现象,没办法解释,比如说光电效应 。光照射到金属上的时候,可以让金属释放出电子,但是电子的发射情况只和光的波长有关,和光照射强度没有关系 。爱因斯坦因为用量子效率正确的解释了光电效应,在1921年获得了诺贝尔奖 。量子力学对于电磁波的解释:电磁波是大量光子的统计效应 。光子的能量量子数对应于电磁波的电场分量,而频率量子数对应于电磁波的磁场分量 。
按照量子力学,每一颗光子都有固定的能量,这就好像每一个玻璃球都有固定的大小一样 。假如有一大堆的玻璃球装在一个袋子里面,我们怎么样每一次都恰好挤出一个玻璃球呢?那么,按照这种生活常识中的经验,逻辑应该是这样的:控制这个出口的大小,恰好能够通过一个玻璃球,挤出一个玻璃球以后,立刻关闭这个出口 。发射一个单光子,也可以按照这样的逻辑 。
也就是说,我们恰好让发射光子的机器,能够输出一个光子具备的能量 。光子的能量完全取决于它的波长或频率,因为光以光速传播,我们可以用波长的任一频率来描述它 。光子的能量可以通过普朗克方程是E=h*c/λ=h*f计算得到 。其中:E是光子的能量,h是普朗克常数,c是光速,λ是光子的波长,f是光子的频率,普朗克常数h=6.6261×10?34焦耳 。

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