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논문 > 공학계열

[실험물리학] Two-Slit Interference 예비

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논문 > 공학계열
2009.06.02
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소개글

[실험물리학] Two-Slit Interference 예비에 대한 자료입니다.

I. 소개

2. 역사적 배경

3.기구의 소개

4.기구의 작동

5. Single-photon mode of operation

6. 실험을 위한 이론적인 모델

본문내용

I. 소개

I.A. Wave-Particle duality (파동과 입자의 이중성)

양자 역학에 대한 책을 보면 ‘파동과 입자의 이중성’에 대해 읽을 수 있을 것이다. 미스테리한 ‘이중성’은 무엇이고 왜 우리는 실제 세계의 이러한 특징을 믿어야 하는가? 이 안내서는 빛의 양자인 광자를 이 기구를 통해 실험하며 이중성의 개념을 가능한 굳게 만들어줄 TeachSpin 기구에 대해 기술하고 있다.

이 기구는 유명한 빛의 이중 슬릿 간섭 실험을 할 수 있도록 하는데 감지기에 하나하나의 광자가 도달하는 기록을 최소한의 빛 세기도 감지할 수 있다. 그리고 이중성의 개념으로부터 유래된 명백한 파라독스를 생각하게 하는 - 빛의 파장의 측정을 가능하게 만드는 간섭 실험에서, 각각의 광자 사건에서 입자같은 양자들이 빛의 에너지로 도달하는 것을 볼 수 있을 것이다. 어떻게 빛이 파동으로 행동하고 입자로 도달하지 못하는가? 이 파라독스는 양자 역학의 기본적인 이슈로 소개 된 Richard Feynman 보다 더 권위가 없지 않는 것에 사용되어 왔다 ;
“이 장에서 우리는 가장 이상한 모양에서 미스테리하게 행동하는 기본 요소를 즉시 문제삼을 것이다. 우리는 가능하게, 절대적으로 가능하게 양자 역학의 중심에 있는 고전적인 어떤 방법으로 설명하는 현상을 검토하는 것을 선택할 것이다. 실제적으로 이것은 오직 미스테리하기만하다. 우리는 그것이 어떻게 행동하는지 설명하여 미스테리를 풀 수 없다. 우리는 단지 그렇게 행동하는 것을 말할 수 있다. 그렇게 행동하는 것을 너에게 말함으로 우리는 모든 양자 역학의 기본적인 특성에 대해 말해줄 수 있을 것이다.”
[R.P.Feynman,R.B.Leighyton, and M.Sands, The Feynman Lectures on Physics, vol.Ⅰ,ch.37or vol.Ⅲ,ch.1(Addison-Wesley,1965)]
당신은 예로 이중슬릿 실험을 사용한 양자역학의 중요 특성을 소개받을 수 있는 Feynman Lectures에서 이 유명한 장을 찾거나 읽을 수 있다. Feynman은 실험이 전자 같은 여분의 질량을 가진 입자들로 행해진 것과 같이 그가 실험에 대해 논의 한 것을 적었다; 그는 ‘사고 실험’을 그가 논의한 시기에 적었다. 하지만 그 시간 이후로 이중슬릿 실험은 중성자로 정말로 실험이 행해졌고[Reviews of Modern Physics 60쪽을 보라.1067~1073(1988)], 이 실험에서 광자를 사용한 케이스인 실제의 실험으로 바꾸어 생각할 수 있다.

광자를 사용하여 몇몇의 기술적인 장점을 얻을 수 있다. 그것은 평범한 광학적 기구를 사용하여 쉽게 생성되고 감지된다. 그것은 공기 중에서 자유롭게 진행되어나가고 진공의 상태를 요구하지 않는다. 그것은 전기적으로 중성이고 따라서 주위 전기장 또는 자기장의 영향을 받지 않는다. 그것은 (충분히 높은 레벨에서) 눈에 직접적으로 보여진다. 마지막으로 그것의 파장은 (전형적으로 눈에 보이는 광자들에 대해) 전자 또는 중성자의 파장보다 훨씬 더 알아보기 쉬운 크기이다. 이 모든 기술적인 장점들은 이들 기구들로 이중슬릿의 Single Photon 버전 실험을 가능하게 만들었다.

Ⅱ.B. 역사적 배경

#Two-Slit Interference # 이중슬릿 # 간섭 # 물리실험

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