Впервые увидел этот мем в рекомендованных на MDK в начале 2021 года, поделился со всеми и только два человека с пониманием отреагировали на него улыбающимся смайликом. Давайте разберемся, почему это гениально и смешно одновременно.
С левой частью все более менее понятно, но что за решетка и черточки справа?
Начнем издалека. Школьная физика или, быть может, 1-2 курс технического ВУЗа: "Корпускулярно-волновой дуализм" - свет это частица или волна?
И то, и другое. Как классический пример применения принципа корпускулярно-волнового дуализма, свет можно трактовать как поток корпускул (фотонов, частиц), которые во многих физических эффектах проявляют свойства классических электромагнитных волн. Свет демонстрирует свойства волны в явлениях дифракции (проще говоря, огибание волной препятствий) и интерференции (сложении волн) при масштабах, сравнимых с длиной световой волны. Например, даже одиночные фотоны, проходящие через двойную щель, создают на экране интерференционную картину.
Корпускулярные свойства света проявляются в закономерностях равновесного теплового излучения, например, при фотоэффекте (взаимодействия света или любого другого электромагнитного излучения с веществом, при котором энергия фотонов передаётся электронам вещества. В конденсированных (твёрдых и жидких) веществах выделяют внешний (поглощение фотонов сопровождается вылетом электронов за пределы тела) и внутренний (электроны, оставаясь в теле, изменяют в нём своё энергетическое состояние) фотоэффект. Фотоэффект в газах состоит в ионизации атомов или молекул под действием излучения).
Хорошо. Если свет, это действительно волна, то давайте, собственно, проверим эту теорию на настоящих волнах. Эксперимент заключается в том, что в вымышленном бассейне устанавливается пластина с одной прорезью (далее будем говорить "щелью"), экран, на котором будем фиксировать результирующее воздействие волны (максимум амплитуды) и создается источник волны, например брошенный в воду камень.
Как видно, волна, проходя через щель, собственно, остается одиночной волной, и её максимум (амплитуда максимально по середине) регистрируется на экране в центре и подсвечивается единой яркой полосой. Чем дальше от центра, тем эффект воздействия волны на экран меньше, и тем тусклее свечение. Такой себе градиент.
Теперь заменим пластину с одной щелью, на такую же с двумя щелями. Что произойдет?
Одиночная волна, проходящая через две щели, создает на выходе каждой из них еще по одной волне (скажем так разделяется). Далее происходит интерференция волн, то есть их сложение. Перекрестия на картинке как раз являются этими сложениям. Соответственно, энергия в этих точках (максимумах) увеличивается. Как итог, на экране появляется множество засветов (самый яркий по центру и по убывающей в обе стороны от него).
Ничего не напоминает? Это очень похоже на то, что изображено на исследуемом нами Мэме (первая картина справа). Напомню, что если источник волны заменить светом, то будет наблюдаться тот же самый эффект.
Штош, кажется с тем, что свет - это волна, разобрались.
Теперь попробуем доказать, что свет - это частица. Заменим в нашей экспериментальной установке бассейн и брошенный камень на пейнтбольную пушку и повторим эти два опыта (мысленно) - далее всё будет понятно и без рисунков.
Опыт с одной щелью. Выставляем пластину с одной щелью и шмаляем по ней очередью из пейнтбольного автомата. Ясно, что на экране будет заляпана краской всего лишь одна полоска. Все остальные шарики остановит пластина.
Опыт с двумя щелями. Здесь вроде тоже всё яснопонятно - на экране мы увидим две заляпанные краской полоски. Ну не может же быть по-другому, согласны? Верно.
То есть свет - это нифига не частица? Давайте проведем такой же опыт, собственно, со светом.
В опыте будем использовать узкий источник потока (тоже самое, если бы свет был частицей). Такая себе электронная пушка, которая будет стрелять по пластинам с щелями. За пластиной поставим чувствительный экран, который будет засвечиваться там, куда попали электроны. Стрелять будем по одному электрону.
Опыт с одной щелью. Результат ясен - как ни крути, на экране мы увидим одну засвеченную полоску.
Опыт с двумя щелями. Тут вроде тоже всё однозначно - стреляем по одному электрону (шарику), какие то пройдут через левую щель и образуют полоску на экране, какие-то через правую и создадут полоску справа. Но нет! Эти чертовы шарики создают ту самую картину, как если бы мы пропускали волну через две щели.
Как же так получается, мы же стреляем по одному долбанному электрончику, какая еще интерференция? Не пойдет, давайте понаблюдаем за тем, как проходят эти электрические шарики через щели.
Как только мы начали наблюдать (а точнее с помощью специально прибора регистрировать, как ведут себя электроны рядом с щелями), интерференционная картина пропала, появилось то самое изображение двух полосок, как было в опыте с пейнтбольной пушкой.
То есть, когда мы "не смотрим", свет ведет себя как волна, а когда начинаем "подсматривать" как частица. Никакой интерференции нет, о свойствах волны забыли.
Это можно интерпретировать так, что мы живём в «вероятностной» вселенной — такой, что в ней с каждым будущим событием связана определённая степень возможности, а не в такой, что в каждый следующий момент может случиться всё что угодно.
Вот, вроде бы и разобрались. Обезьянка не смотрит, свет ведет себя как волна, обезьянка смотрит - как частица. Смешно
