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第98章 单光子干涉实验（第4页）
“二十世纪初，爱因斯坦博士为了解释光电效应的实验现象，又重新提出了光量子这个概念，并最终被密立根教授的精确光电效应实验，以及去年年初的伽马射线散射实验所验证。
“现在让我们重新考虑这个实验，假如说，我们尽可能地调低光源的亮度，让这个光源每次只发射一颗光子，并确保在这颗光子穿过狭缝到达屏幕这个过程中，不会再有一颗新的光子发出。
“就这样一个光子一个光子地积累很长一段时间之后，我们再把屏幕上的感光底片拿去显影成像的话，那张照片上究竟会显示什么样的一种图样？还会不会仍然显示明暗相间的黑白干涉条纹？”
陈慕武在这里稍作停顿，给出众人足够长的思考时间。
场内的众人窸窸窣窣的讨论起来，最终他们勉强达成了一个统一的意见，那就是照相底片上，并不会产生干涉条纹。
“只是，非常遗憾的是，你们给出来的回答都答错了。
“在十五年前的1909年，如今的皇家学会会士杰弗里·泰勒，当时还只是我们三一学院的一位学生，正在当时卡文迪许实验室的主任，如今的三一学院院长汤姆孙爵士手下，做着一个有关光学的实验。
“当时，泰勒会士用一盏煤气灯作为光源，光源前面放了几块被煤烟熏黑的玻璃。
“他之所以这么做的原因，就是为了保证光在每经过一块玻璃之后，就会变得更加微弱，从而检验在微光的条件下，还会不会出现光的波动现象。
“这个实验足足持续了三个月，在最终洗出来的照相底片中，仍然得到了波动现象。
“虽然泰勒会士那次做的不是双缝干涉而是针尖衍射的实验，但我想，如果复刻这个实验，把里面的针尖换成是两条狭缝的话，同样也会出现对应的实验现象。”
“这……”
谁也没想到陈慕武竟然有备而来，为了一场卡皮察俱乐部上的讲座，他竟然都翻出来了十五年前的一篇学生论文。
许久之后，仍然是卡皮察站出来拆台：“陈，但是这个实验，也没办法保证像你说的那样，在同一时间里，空间中只存在一颗光子。”
“卡皮察先生，事实上，这件事情是能保证的。”
陈慕武说着话又转过身去，在黑板上画起了一个箱子的示意图。
“早在个实验出现的四年之前，爱因斯坦博士就已经提出来了光量子假说，但是泰勒会士在论文中并没有一处提到了光量子。
“但幸运的是，他给出了详细的实验数据，我们可以就粗略估算一下。
“据他的统计，每秒到达照相底片上的能量，为5×10?13焦耳。
“因为煤气灯发出来的光是淡蓝色，所以光的波长我们就近似取为500纳米。
“因为ε=hν，经过计算就可以得出，每秒抵达照相底片上的光子数量，大概在一百万个左右。
“统计上来讲，也就是说每一百万分之一秒，有一个光子穿过层层阻碍，打到了这块照相底片上。
“用这个时间间隔乘以光的传播速度，就能得到一前一后两个光子之间的距离，应该是有三百米左右。
“而他整个实验暗箱的长度，也不过才不到两米，这也就是说，在统计上来看，在同一时刻中的整个实验空间里，只会有一颗光子的存在。”
陈慕武最后总结道：“只要能确保在同一时间整个实验空间里只存在一颗光子，就能光的干涉行为是光子相互作用的可能性。
“所以，干射条纹的出现是许多光子各自独立行为积累的结果，干涉条纹的亮区是光子到达可能性较大的区域，而暗区是光子到达可能性较小的区域。
“至于这个光子的到达可能性在物理学上的含义是什么，我想不出意外的话，它就是我所说的概率，进而也就说明了光波是一种概率波。
“如果把这个实验中的光子换成是一个电子源的话，我想也应该会出现同样的结果。
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