Doppelspaltexperiment

MAXX · Anmeldungsdatum: 20.06.2014 Beiträge: 1

Meine Frage:
Hallo!

Ich bin ein sehr naturwissenschaftlich interessierter Mensch und habe mich in letzter Zeit eben auch aus reinem Interesse mit Physik beschäftigt. Da bin ich dann auf das bekannte Doppelspaltexperiment gestoßen, wo bei mir ehrlich gesagt das logische Verständnis von naturwissenschaftlichem Denken aufhört.

Die Erklärungen für dieses Experiment klingen für mich ja doch etwas aus der Luft gegriffen und so habe ich mir dann überlegt, dass es einfach noch keine besseren Erklärungen für diesen Versuch geben kann!? Was ich jetzt mal so annehme.
Logisch wäre für mich zu sagen, dass Lichtteilchen, wenn sie die Eigenschaft der Kohärenz besitzen, und in "kleinen überschaubaren? Mengen durch eine geometrische Form fliegen, eben durch diese Spaltbegrenzungen in einer bestimmten Weise abgelenkt werden und sich aufgrund der Kohärenz unter bestimmten Voraussetzungen auch gegenseitig ablenken (Wieso sollte das nicht möglich sein, da Licht ja auch aus etwas bestehen muss?!).
Aber um die genaue Erklärung des Experiments geht es mir ja gar nicht.

Mit den oben genannten Rahmenbedingungen konnte ich mir folglich schon so ungefähr vorstellen warum ein Interferenzmuster hinter einem Doppelspalt genauso aussieht, wie es eben aussieht. Jedenfalls besitzen die einzelnen Interferenzstreifen immer die Form des Spaltes, durch die das Licht durchgeht. Bei einem Doppelspalt mit rechteckigen Schlitzen sind es rechteckige Streifen, bei einem Doppelloch sind es länglich ovale Streifen.

Vor kurzer Zeit bin ich jedoch im Internet auf eine PP-Präsentation über Elektrische Messtechnik von der TU-Graz gestoßen, die wie ich annehme doch eine vertrauenswürdige Quelle ist. Sie stammt aus dem Wintersemester 2012/2013.

Hier der Link: http://www.emt.tugraz.at/system/files/OM_4.pdf

Jetzt zu meiner Frage:
In dieser Präsentation wird auf den Folien 6 und 7 das Interferenzmuster eines Doppelspaltes mit "kreisförmiger Quelle? gezeigt. Ich nehme an, dass es sich beim Doppelspalt, wenn man von einem Spalt spricht, eben um zwei rechteckige Schlitze handelt. Trotzdem hat das Interferenzmuster jene Form die beispielsweise bei einem Doppelloch-Versuch zu sehen ist. Wie kann das sein bzw. kann das überhaupt sein??
Wenn ich mit einer runden Taschenlampe durch einen rechteckigen Spalt leuchte, hat der Lichtfleck dahinter ja auch eine rechteckige Form und ist nicht rund!? (Ich weiß, dass man das jetzt nicht genau vergleichen kann. Sollte nur erklären was ich damit genau meine.)

Meine Ideen:
Oder hat das etwas damit zu tun, dass die Lichtquelle kleiner sein muss, als die Spalthöhe, um diese Form zu ergeben??
Für mich ist das doch ziemlich unverständlich, denn auch wenn man sich den Versuch mit dem gängigen Wellenmodell erklärt, kann ja meiner Meinung nach auch nicht dieses Muster herauskommen?

Kann mir da jemand weiterhelfen?? Ich habe in meinem Bekanntenkreis leider keine Physiker die mir darauf eine Antwort geben können, ich würde mich jedenfalls sehr darüber freuen.
Mir geht es einfach um die logische und einfache (wenn möglich) Erklärung.

Herzlichen Dank im Vorhinein

Mit freundlichen Grüßen

MAXX

TomS · Moderator Anmeldungsdatum: 20.03.2009 Beiträge: 18104

Du scheinst mehrere Fragen zu haben.

Zum einen ist das Intereferenzmuster mittels Wellen unmittelbar erklärbar (und zwar für Licht, Wasserwellen etc.)

Bzgl. der Idee der "Lichtteilchen und Kohärenz" ist zu sagen, dass Kohärenz eine Eigenschaft von Wellenzügen ist, und eben nicht von Teilchen. Mittels Teilchen kann man die Interferenzmuster nicht erklären.

Zu der Idee der gegenseitigen Beeinflussung der Lichtteilchen ist zu sagen, dass die Interferenzmuster auch dann entstehen, wenn sich zu einer Zeit immer nur ein Lichtteilchen innerhalb der Versuchsanordnung befindet, so dass eine gegenseitige Beeinflussung ausgeschlossen werden kann. Ein Lichtteilchen müsste also mit sich selbst interferieren.

Zur Idee der Ablenkung der Lichtteilchen durch die Versuchsanordnung ist folgendes zu sagen: nimm' an, du hast einen Doppelspalt, wobei du zunächst einen Spalt abdeckst. Daraus resultiert eine bestimmte Häufigkeitsverteilung der Lichtteilchen hinter dem Spalt. Nun öffnest du den zweiten Spalt wodurch offensichtlich mehr Lichtteilchen durch die gesamte Anwendung gelangen können. Trotzdem sind im resultierenden Interferenzmuster (d.h. in der Häufigkeitsverteilung) jetzt Stellen erkennbar, an denen weniger (!) Teilchen als vorher auftreffen. Das ist mittels Teilchen schlichtweg nicht erklärbar.

Das Doppelspaltexperiment kann also nur mittels Wellen erklärt werden. Daran ist solange nichts geheimnisvolles, als man nicht andere Experimente mit den selben Objekten durchführt, die ausschließlich mittels Teilchen erklärt werden können. Erst die Gesamtheit all dieser Experimente führt zur Problematik, dass gewisse Objekte manchmal als Welle und manchmal als Teilchen erscheinen.