【摘要】：粒子性和波動(dòng)性是微觀粒子的固有屬性,它們同時(shí)存在,但不能同時(shí)觀察到。在同一實(shí)驗(yàn)中,一旦觀察到干涉條紋,則粒子性消失。反過(guò)來(lái),當(dāng)準(zhǔn)確地知道粒子所走的路徑時(shí),其波動(dòng)性將消失。這就是Bohr提出的與波粒二象性有關(guān)的互補(bǔ)性原理�，F(xiàn)在關(guān)于波粒二象性的量化及其互補(bǔ)性關(guān)系的許多研究都是基于對(duì)稱Mach-Zehnder干涉儀,但Mach-Zehnder干涉儀不一定都是對(duì)稱的,非對(duì)稱Mach-Zehnder干涉儀的研究更具有普適性,因此我們研究了一個(gè)非對(duì)稱Mach-Zehnder干涉儀中粒子性和波動(dòng)性的互補(bǔ)性關(guān)系,與對(duì)稱的Mach-Zehnder干涉實(shí)驗(yàn)裝置的區(qū)別是:第二個(gè)分束器是不對(duì)稱的。我們使用條紋可見(jiàn)度來(lái)量化波動(dòng)性,用路徑信息來(lái)量化粒子性,探討研究條紋可見(jiàn)度和路徑信息之間互補(bǔ)關(guān)系。主要的研究了以下內(nèi)容:1.研究了非對(duì)稱Mach-Zehnder干涉儀的條紋可見(jiàn)度。發(fā)現(xiàn)非對(duì)稱Mach-Zehnder干涉儀的條紋可見(jiàn)度不僅受粒子的初態(tài)和探測(cè)器的影響,還受第二個(gè)不對(duì)稱分束器的影響。條紋可見(jiàn)度存在上限,即V≤C。只有當(dāng)入射粒子初態(tài)是純態(tài)時(shí),且參數(shù)滿足cosβ=-S_x時(shí)取得最大值C。2.采用最小錯(cuò)誤區(qū)分法獲得非對(duì)稱Mach-Zehnder干涉儀的路徑信息。發(fā)現(xiàn)路徑信息在以下幾種情況為零:(1)第二個(gè)分束器是全透射或全反射的情況,即β=0或π;(2)單光子僅在路徑a或b中傳播,即S_x=±1;(3)探測(cè)器狀態(tài)不變,即C=1。此外,路徑信息峰值的大小由C決定,峰值的位置由S_x和β決定,且當(dāng)cosβ=-S_x時(shí),路徑信息達(dá)到最大。3.研究了非對(duì)稱Mach-Zehnder干涉儀中條紋可見(jiàn)度V和路徑信息I_(path)的互補(bǔ)性關(guān)系:V ~2+I~2_(path)≤1。等式成立需同時(shí)滿足以下三個(gè)條件:(1)粒子是純態(tài),(2)cosβ=-S_x,(3)C=0或C=1。
【學(xué)位授予單位】：湖南師范大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2019
【分類號(hào)】：TH744.3;O436.1

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本文編號(hào)：2627796