量子力学
经典物理学危机与量子假说
比较单缝与双缝开放时探测图样的累积过程；证明单个光子仍会形成干涉条纹——在单事件层面体现波粒二象性。
器材
- “单缝”“双缝”按钮
- “发射 100 个光子”按钮——单光子源
- “波长 λ”与“缝距 d”滑块
- 记录每个光点的探测屏及“清除屏幕”按钮
实验步骤
打开单缝观察分布
选择“单缝”，多次点击“发射 100 个光子”。每次探测都是独立光点，但累积分布逐渐形成平滑无条纹的单缝亮带——光子一个接一个地按概率到达。
打开双缝等待条纹显现
点击“清除屏幕”，选择“双缝”，再发射几百个光子。明暗相间的条纹从随机光点中逐渐浮现：图样属于每个光子自身的概率幅，而非光子间的相互作用。
改变 λ 和 d 并核对条纹间距
增大“波长 λ”或减小“缝距 d”，先看屏幕前预测条纹间距的变化方向。与杨氏公式 对照：λ 越大或缝越近，条纹越宽。
模拟
实验历史
1900 年，马克斯·普朗克提出黑体以 的能量量子交换能量来解释辐射谱——即“量子假说”。1905 年，爱因斯坦更进一步：光本身由能量量子构成，由此解释了光电效应，后来被称为光子。
1909 年，杰弗里·泰勒让极微弱的光——装置内平均不足一个光子——通过干涉装置，经长时间曝光仍记录到条纹。使用单光子乃至电子、中子或大分子的现代实验给出同样结果：干涉并不需要同时存在多个粒子，每个量子都与自身的概率幅发生干涉。