雙縫實驗是一種著名的光學實驗,最初由物理學家托馬斯·楊在19世紀初設計。該實驗通過將一塊擋板上開兩條狹縫,光通過這兩條狹縫照射到第二塊擋板上,從而產生明暗相間的干涉條紋。這個實驗展示了光的波動性質,即使每次只發射一箇光子,屏幕上仍然會出現干涉條紋,表明光子具有波動性。此外,實驗中還發現了一箇詭異的現象:當安裝探測器觀察光子通過哪個縫時,屏幕上不再出現干涉條紋,只有單個的光點。撤去探測器後,干涉條紋又會出現,這表明觀察行爲對實驗結果有影響,即觀察者效應。
在量子力學中,雙縫實驗也被用來測試微觀物體的波動性與粒子性。它是一種“雙路徑實驗”,其中微觀物體(如光子或電子)可以同時通過兩條路徑或任意一條路徑從初始點到達最終點。這兩條路徑的程差會導致描述微觀物體物理行爲的量子態發生相移,從而產生干涉現象。雙縫實驗所需的儀器設置相對簡單,包括照射相干光束於一塊內部刻出兩條狹縫的不透明擋板,以及後面的偵測屏來記錄通過狹縫的光波數據。這個實驗不僅展示了光的波動性質,還可以用來研究像電子這樣的粒子的物理行爲。