Doppelspalt-Experiment
Strahlt man Elektronen auf eine Platte mit zwei dünnen Spalten, dann entsteht auf einer dahinter liegenden "Leinwand" ein Muster aus hellen und dunklen Stellen (Interferenz). Dieses Muster hätte man nur von Wellen wie Licht erwartet. Dass sich auch Teilchen wie eine Welle verhalten können, war den Physikern neu und ist für viele Menschen auch heute noch schwer zu begreifen:
- Wenn ein Elektron eine Welle ist, wieso kommt dann immer ein ganzes Teilches an?
- Wie kann ein Teilchen durch zwei Löcher gleichzeitig fliegen? (Selbst wenn man Elektronen einzeln durch die Spalten schickt, bildet sich das Muster.)
Das Doppelspalt-
- Die Bahn der Elektronen lässt sich nicht verfolgen. Wenn wir es versuchen, z. B. mit Licht, dann verschwindet das Muster. Deswegen funktioniert das Experiment nur im Vakuum. (Erstaunlicherweise wird das selten dazugesagt!) Denn an den Zusammenstößen der Elektronen mit den Atomen der Luft könnten wir ihre Bahn rekonstruieren.
- Wir können versuchen, den Stoß der Elektronen an der Platte zu messen. Doch dann rettet die Heisenbergsche Unschärferelation die Quantentheorie: Wir können nicht Ort der Platte und Stoß des Elektrons zugleich so genau messen, dass wir herausfinden können, durch welchen Spalt das Elektron gegangen ist.
- Wenn wir an jedem Spalt eine Vorrichtung anbringen, die Elektronen eine bestimmte Drehrichtung (Spin) verpasst, dann verschwindet das Muster ebenfalls – außer wenn das rückgängig gemacht wird, bevor die Elektronen am Beobachtungsschirm auftreffen ("Quantenradierer").
Genau dann, wenn wir nicht herausfinden können, durch welchen Spalt das Elektron gegangen ist, tritt das Interferenzmuster auf. Dadurch vermeidet die Quantentheorie die paradoxe Aussage, dass das Verhalten eines Elektrons vom Vorhandensein eines Spalts abhängt, durch den es nachweislich nicht gegangen ist.[2]
Es handelt sich aber nicht um einen strikten Welle-
Weiter
| Doppelspalt- |
Weblinks
- Wikipedia: Aharonov-
Bohm- – Elektronen reagieren im Doppelspalt-Effekt Experiment sogar auf ein Magnetfeld, mit dem sie nicht direkt in Berührung kommen!
Quellen
| [1] | Richard P. Feynman u. a.: Vorlesungen über Physik. Band 3: Quantenmechanik. München: Oldenburg, 1987 (amerik. Original 1963), S. 17f. |
| [2] | Kurt Baumann, Roman u. Sexl: Die Deutungen der Quantentheorie. Braunschweig: Vieweg, 1984, S. 15 |
| [3] | Richard P. Feynman u. a.: Vorlesungen über Physik. Band 3: Quantenmechanik. München: Oldenburg, 1987 (amerik. Original 1963), S. 28 |