Question

【题目】20世纪90年代，某剑桥大学学生做了一个实验，在一个密闭的箱子里放上小灯泡、烟熏黑的玻璃、狭缝、针尖、照相底片，整个装置如图所示．小灯泡发出的光通过熏黑的玻璃后变得十分微弱，经三个月的曝光，在底片上针尖影子周围才出现非常清晰的衍射条纹．对这张照片的平均黑度进行测量，从到达底片的能量得出每秒到达底片的光子数个．假如起作用的光波长约为，当时实验用的箱子长为1.2m．

（1）计算从一个光子到下一个光子到达底片相隔的平均时间为_________，设光子是依次到达底片的，光束中邻近光子之间的平均距离为_______．

（2）根据（1）的结果，找到了支持光是概率波的证据．理由是：_________．

Answer 1

【答案】 见解析所示

【解析】

(1)[1]光子是依次到达感光胶片的，光束中相邻两光子到达感光胶片的时间间隔为：

[2]相邻两光子间的平均距离为：

s=c△t=2.4×102 m

(2)[3]由（1）的计算结果可知，两光子间距为2.4×102 m，而箱子长只有1.2m，所以在箱子里一般不可能有两个光子同时运动，这样就排除了光的衍射行为是光子相互作用的可能性．因此，衍射图形的出现是许多光子各自独立行为积累的结果，在衍射条纹的亮区是光子到达可能性较大的区域，而暗区是光子到达可能性较小的区域