Der Doppelspaltversuch: Die
Beschreibung der klassischen Physik |
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| In der Vorstellung der klassischen Physik besteht Licht aus Teilchen, die sich geradlinig und stetig fortbewegen. In diesem Teilchenmodell stellt man sich den Ablauf in etwa so vor: | ||||||
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 Zum Versuchsaufbau des Doppelspaltversuches<= Eine Lichtquelle (A) sendet Lichtteilchen (B) aus, die von einem Detektor (C) registriert werden können. Auf dem Weg von der Lampe zu dem Detektor steht eine Wand (D). Diese ist durch zwei Spalten (E und F) unterbrochen. |
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| Sendet die Lampe nicht ein Photon (=Lichtquant) nach dem anderen aus, sondern sehr viele Millionen gleichzeitig und erstreckt sich der Schirm über die ganze Breite der Versuchsanordnung, so erscheint auf dem Schirm bei zwei geöffneten Spalten ein typisches Interferenzmuster: parallel zu den Spalten verläuft auf dem Schirm ein Wechselmuster aus hellen und dunklen Streifen. |  Erläuterungen zu diesem Experiment findet man
oft unter folgenden Stichworten:
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| Die genaue Verteilung von hellen und dunklen Stellen kann mathematisch einwandfrei beschrieben werden, wenn man das Licht als Welle auffasst. Die Lampe sendet kreisförmige Wellen aus. An jedem Spalt löst jede Welle eine neue Welle aus, sodass schirmseitig zwei Wellen entstehen. Diese interferieren nun derart miteinander, dass sich die Höhen der jeweiligen Wellen aufaddieren. Treffen an einer Stelle des Schirm zwei Wellenberge aufeinander, ist es dort besonders hell. Treffen ein Wellenberg und ein Wellental aufeinander ist es dunkel. Somit kommt man zur Vorstellung von Licht als Welle. | Literaturtipp für ein Lehrbuch |
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| Demgenüber steht aber die Tatsache, dass der Effekt genauso auftritt, wenn man die Quanten eines nach dem anderen von der Lampe aussendet. Möchte man das Wellenbild aufrechterhalten, muss man unterstellen, dass sich das Lichtquant nach dem Verlassen der Lampe aufteilt und zur Hälfte durch den unteren und zur anderen Hälfte durch den oberen Spalt geht, um anschliessend, jenseitig des Schirms mit sich selbst zu interferieren. Nach allem was man weiss, trifft man Lichtquanten aber immer nur punktuell an. Treffen sie zum Beispiel auf eine Photoplatte, erscheinen sie dort nicht als verschmiertes Wellenbild, sondern stets als klar lokalisierbarer Punkt. Dies ist der Teilchencharakter des Lichts. | ||||||
| Beide Vorstellungen passen aber nicht zusammen. Man spricht in diesem Zusammenhang auch vom Wellen-Teilchen-Dualismus. | Die quantenmechanische Beschreibung des
Doppelspaltversuches |
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Bilder und Animationen zur Quantenpyhsik |
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