หนังสืออิเล็กทรอนิกส์ 

การทดลองเสมือน

บทความพิเศษ

ธรรมชาติมหัศจรรย์

 

 
 

ครั้งที่

เซ็นสมุดเยี่ยม

ฟิสิกส์ 2000

พฤติกรรมประหลาดทางควอนตัม

ดิฉันได้ยินนักวิทยาศาสตร์พูดถึงพฤติกรรมอันแสนประหลาดของควอนตัม  มันคืออะไรกันแน่ค่ะ  ท่านดอกเตอร์ ? คุณสมศรีสงสัยในสิ่งที่นักวิทยาศาสตร์ทั่วโลกเขาสงสัยกันอยู่ครับ  เพราะเมื่อเราศึกษาวัตถุที่มีขนาดเล็กมากๆ จนถึงระดับโมเลกุล และอะตอม  มันมีพฤติกรรมที่ไม่เหมือนกับวัตถุทีมีขนาดใหญ่ทั่วไป และเรียกมันว่า ควอนตัม  นักฟิสิกส์ยอดอัจฉริยะ นายริชาร์ด เฟย์แมนด์   บอกกับเราว่า ควอนตัมสามารถอธิบายได้ด้วยการทดลองอย่างง่ายๆ  คือ การแทรกสอดของแสงผ่านช่องแคบคู่


ตอนที่ดิฉันเป็นนักเรียน  ได้เคยทดลองในชั้นเรียนค่ะ  ด้วยการฉายแสงเลเซอร์ผ่านช่องแคบคู่  จากการทดลองปรากฎว่าเกิดริ้วรอยแทรกสอดมืดและสว่างบนฉากด้านหลัง   

คุณสมศรียังจำการทดลองนั้นได้ไหมครับ จำได้อย่างแม่นยำเลยค่ะ   เพราะแสงเป็นคลื่น มันจึงเกิดการแทรกสอดแบบหักล้างและเสริมกันได้  ถ้าเป็นการแทรกสอดแบบเสริมกัน คือ ยอดคลื่นของคลื่นกระบวนหนึ่ง เสริมกับยอดคลื่นของอีกกระบวนหนึ่ง แต่ถ้าเป็นการแทรกสอดแบบหักล้างกัน  คือยอดคลื่นของกระบวนหนึ่ง หักล้างกับท้องคลื่นของอีกกระบวนหนึ่ง


รวมคลื่น

คลื่นที่อยู่มุมล่างซ้าย เป็นผลรวมของคลื่น  2 กระบวนทางด้านบน 

  ให้คุณทดลองเปลี่ยนแอมพลิจูด  และความถี่ของคลื่น  กระบวนด้านบนโดยคลิกเมาส์ที่ลูกบอลสีเทามันจะเปลี่ยนเป็นลูกบอลสีแดง  คุณสามารถลากไปมาได้ 

  กราฟที่อยู่มุมล่างขวา แสดงความสัมพันธ์ของคลื่น  กระบวน


คุณสมศรีทดลองข้างบนก่อนนะครับ  สามารถรวมคลื่น กระบวนให้มีแอมพลิจูดเพิ่มขึ้นได้ ถ้ายอดคลื่นของกระบวนหนึ่งรวมกับยอดคลื่นของอีกกระบวนหนึ่ง  หรือท้องคลื่นกระบวนหนึ่งรวมกับท้องคลื่นของอีกกระบวนหนึ่งก็ได้

ดิฉันพอจะเข้าใจบ้างแล้วค่ะ  ถ้าแสงส่องผ่านช่องแคบคู่  มันจะกระเพื่อมออกไปเหมือนคลื่นในสระน้ำ   เมื่อคลื่นอีกช่องแคบหนึ่งแทรกสอดกับคลื่นของอีกช่องแคบหนึ่ง เกิดการแทรกสอดกันขึ้น 

คุณสมศรีเปรียบเทียบการแทรกสอดของคลื่นแสงเหมือนกับการแทรกสอดของคลื่นน้ำ  ช่วยให้เห็นภาพชัดเจนยิ่งขึ้น  ผมจะทดลองสร้างช่องแคบ ช่องกั้นคลื่นน้ำในถาด  เมื่อคลื่นจากช่องแคบทั้งสองแทรกสอดกัน  มันจะเกิดริ้วรอยการแทรกสอดแบบเสริมและหักล้างกระจายทั่วไปในถาด   บริเวณที่เป็นสีขาว เกิดการแทรกสอดแบบเสริมกัน และเป็นยอดคลื่น  ส่วนสีดำคือท้องคลื่น  ส่วนบริเวณเรียบ เป็นส่วนที่หักล้างกัน

ริ้วรอยแทรกสอดของคลื่น

สีดำ เสริมกันเป็นท้องคลื่น

สีขาว  = เสริมกันเป็นยอดคลื่น

เรียบ หักล้างกัน

คุณสามารถเห็นการแทรกสอดของคลื่นได้อย่างชัดเจน


ดิฉันเข้าใจอย่างดีแล้วค่ะว่า คลื่นน้ำ  2 กระบวน เมื่อมาพบกัน สามารถแทรกสอดแบบเสริมและหักล้างกันได้  มันมีระเบียบอย่างน่าแปลกใจนะค่ะ ยังมีสิ่งทีแปลกกว่านี้อีกครับ  แสงมีคุณสมบัติเหมือนกับคลื่นน้ำครับ  แต่เนื่องจากมีความเร็วสูงมาก และเกิดขึ้นในระบบ มิติ  เห็นได้ก็ต่อเมื่อแสงกระทบกับฉากที่กั้นไว้


เหมือนกันที่ดิฉันทดลองการแทรกสอดของแสงผ่านช่องแคบคู่ใช่ไหมค่ะ ถูกต้องแล้วครับ  เราย้อนกลับไปในการทดลองครั้งเมื่อคุณสมศรียังเป็นเด็กนักเรียนกันนะครับ

 

<< หน้าก่อน      หน้าถัดไป >>

สารบัญ

 

1. พฤติกรรมประหลาดของควอนตัม

2. ทดลองช่องแคบคู่

3. การแทรกสอดของอนุภาค

4. ปรากฎการณ์การแทรกสอดของอิเล็กตรอน

5. การทดลองของ GP.Thompson

6. การทดลองของ Davisson และนาย Germer

7. ภาพยนตร์การแทรกสอดขนาดใหญ่

8. ภาพยนตร์การแทรกสอดขนาดเล็ก

 

 

 

 

 

ข้อสอบเอนทรานซ์

 

พจนานุกรมฟิสิกส์

ฟิสิกส์ 1 (ความร้อน)

ฟิสิกส์ 2

แก้ปัญหาฟิสิกส์ด้วยภาษา c

ฟิสิกส์พิศวง

•

วีดีโอการเรียนการสอน

• การหมุนของลูกข่างกับการตกของแมว
• ความเสถียรภาพของลูกข่าง
• ฮาร์ดดิสก์ทำงานอย่างไร
• เอ็นโทรปี

ตารางธาตุ(ไทย1)   2  (Eng)

  ภาพประจำสัปดาห์
 
• ความรู้รอบตัวทั่วไป
• ดาราศาสตร์พิศวง 
• อัลเบิร์ต ไอส์ไตน์ กับกฏการสมมูลของมวล
• ว่าวของแฟลงกลิน
• ระเบิดนิวเคลียร์ทำงานอย่างไร
แบบฝึกหัดโลหะวิทยา
• เครื่องจักรสเตอริ่ง
• ทฤษฎีความอลวน