多谢您的祝贺,也同时谢谢您对我在物理学上取得的进展的关心。
“下面我将向您介绍我目前正在从事的工作……”
反正纸和墨带画的都不是自己的钱,所以陈慕武肆无忌惮地敲下了一大段废话,从他证明电子是一种波开始讲起,然后讲到了自己打算利用电子波比可见光波的波长更短这个特点,来制造出一款分辨率更高的显微镜来。
说完了电子显微镜,这封信才最终进入到了正题。
“博士,我之所以选用电子,而不是波长更短的电磁波,也就是我们所说的伽马射线来研制分辨率更高的显微镜,是因为目前的光学元件的材质远远达不到要求,会使伽马射线在折射过程中,产生很强烈的散射现象,最终不能聚焦,从而无法达到显微的要求。
“但假如有一天,我们人类真的能制造出高分辨率的伽马射线显微镜之后,或许那时候,我们就能观测到很多在可见光显微镜下观测不了的东西,比如说,一个电子的位置。
“伽马射线的波长越短,测量到的电子位置也就越精确。
“但是,此时就将面临着更为严峻的一个问题,伽马射线的波长和能量成反比,波长越短,能量也就越高,高能的伽马射线,必然会和电子发生名为‘陈散射’的碰撞,这就会导致电子就会突然接受到很大的动量,
“这也就是说,不能在精确确定电子位置的同时,得到一个电子的准确速度,此时电子的轨道仍然无法确定。”
“相反,如果想要尽量避免电子受到大的动量扰动,则就要使用能量尽可能低的光子去探测电子,但这样一来,又没办法精确测量电子的位置,同样不能确定电子的轨道。
“当然,人类能否制造出伽马射线的显微镜,还是一个未知数,上述说所的这个实验,也只不过是一个存在于大脑中的思维实验。
“但我想,这并不妨碍我们对这个实验,进行一个定性半定量的误差估计。
“根据能得到显微镜分辨本领的阿贝公式,假设入射光的波长为λ,电子对透镜系统半径的张角为θ,那么在电子位置上的观察误差为x~λ/sinθ。
“再根据陈散射当中的动量守恒定律,并假定在散射完成之后,光子的动量p=h/λ大小不变仅改变方向,那么光子给电子带来的动量误差Δp~h/λsinθ。
“把位置误差和动量误差两者相乘,就可以得到ΔxΔp~h。
“这也就是说,不可能在精确测量电子位
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