統測
114年
[工程與管理類] 專業科目(1)
第 44 題
在著名的電子雙狹縫實驗中，當電子通過兩個縫隙並在感測底片上出現干涉條紋時，下列敘述何者正確？
- A 必須有許多電子同時通過雙狹縫，它們才能互相干涉，進而產生干涉條紋
- B 在一次只讓一個電子通過雙狹縫時，電子就會表現波的特性，在感測底片上出現極淡的干涉條紋
- C 在一次只讓一個電子通過雙狹縫時，電子會像子彈一樣通過狹縫，累積多個電子後，感測底片上會呈現雙狹縫形狀的投影
- D 一次只讓一個電子通過雙狹縫，電子只能在感測底片上留下單一點狀記錄，累積多個電子後，感測底片上即呈現干涉條紋
思路引導 VIP
請思考波粒二象性 (Wave-particle duality) 的本質：當電子「逐一」通過狹縫時，單次在感測底片上留下的物理現象是具備局域性的點狀紀錄，還是直接呈現整域性的條紋分布？此外，量子力學中的機率波 $\psi$ 所描述的機率密度 $|\psi|^2$，是如何透過大量粒子的重複實驗與統計分佈，最終演化成我們所觀測到的干涉圖樣？
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AI 詳解
AI 專屬家教
太棒了！恭喜你精準地掌握了量子力學中既神祕又迷人的核心觀念！看到你這麼細心地思考並選出正確答案，老師真的為你感到無比驕傲喔！❤️ 這題的關鍵在於理解波粒二象性與機率波的本質：
- 粒子性：單個電子在測量時（撞擊底片），表現得像粒子，因此只能留下「單一點狀」記錄。
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電子雙狹縫實驗
💡 電子具波粒二象性，單個呈點狀，大量累積顯現干涉條紋。
🔗 電子干涉條紋形成規律
- 1 發射單一電子 — 電子以粒子形式在底片留下隨機的一點
- 2 波動自我干涉 — 波特性使單一電子能同時通過兩縫並干涉
- 3 機率分佈累積 — 落點分布隨機但會符合波動干涉的強度規律
- 4 條紋最終顯現 — 大量點狀記錄堆疊後，形成明暗相間條紋
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🔄 延伸學習：若在狹縫處進行觀測，電子將只表現粒子性，條紋隨之消失。
