费曼曾经说过,杨氏双缝干涉实验体现了量子力学的核心概念“概率振幅”。那我就建议你做一个低成本的激光双缝干涉实验吧。所需器材:
1、激光笔一支。没错,就是讲PPT的时候用的激光笔就够了。激光是一种相干光源,它的相干性直接来自于量子力学。一支激光笔发出的激光,尽管没有科学实验中用到的激光线宽窄,频率稳定性好,但足够做一些基本的演示了。普通的激光笔几十元钱,差一些的甚至有十几元钱的,网上到处可以买到。
2、双缝板一个。这个你可以自己做,首先缝隙不能太宽,最好别超过激光笔波长的两个数量级,否则会影响干涉效果。比如对于nm的红光激光笔和nm的绿光激光笔来说,我的狭缝要刻到0.1毫米以下,才能获得比较好的干涉效果。其次要保证两条狭缝平行的比较好才行。我以前给中小学生做科普讲座时,直接找了一块很薄的铜皮,在上面用壁纸刀和尺子划出两条狭缝。
3、一张白纸,或者家里一面墙也可以。这个最简单,只要是个平面,激光打在上面有漫反射,能让你看到就行。
操作起来也很简单,用激光笔正对着两条狭缝照射过去,在远处的白纸或者墙上就能观察到等粗和间距的干涉条纹。你转动两条狭缝,干涉条纹就跟着转动。如果你挡住其中一个狭缝,干涉条纹就回消失。但如果你的狭缝足够窄,干涉条纹不会完全消失,而会变成粗细不均且不等间距的条纹,这是由于激光在单缝上发生了衍射现象。