Doppelspaltexperiment

planck1858 · Anmeldungsdatum: 06.09.2008 Beiträge: 4542 Wohnort: Nrw

Hi,

was mit dem Doppelspaltexperiment gemeint ist, ist mir klar, doch was versteht man denn unter dem Welle-Teilchen-Dualismus?

Könnte mir das vielleicht jemand erklären?

Mfg Planck1858

Öha · Gast

Darunter ist zu verstehen, dass man Licht in manchen Situationen mit dem Modell eines Teilchens beschreibt in manchen mit dem Modell einer Welle, um das Verhalten des Lichts erklären zu können.
Ein bekanntes Experiment, bei welchem man sich dem Teilchenmodell bedient, ist der Fotoeffekt, ein Experiment, welches man mit dem Wellenmodell beschreibt, ist der Doppelspaltversuch.

SohnGottes · Anmeldungsdatum: 04.12.2010 Beiträge: 29 Wohnort: Paderborn

Die Welle ist in der Physik eines der wichtigesten Modelle. Du wirst ihr auch bei Elektronen noch begegnen . In allen Fällen ist man auf der Suche nach Interferenzbedingungen (wann bildet sich eine stehende Welle, wo liegen Maxima usw.).
Die Welle lässt sich mathematisch beschreiben und dadurch können Vorhersagen getroffen werden.
Kompliziert wird das erst, wenn man sich vorstellen möchte, wie das Photon/Elektron oder andere Quantenobjekte als Welle umherfliegen.
Es ist eben nur ein Werkzeug der Physik um Vorhersagen zu treffen.
Deswegen gibt es für andere Fälle auch andere Modelle. Das Teilchemodell ist in der Schule meistens am Comptoneffekt verdeutlicht.
Da hilft das Wellenmodell nicht , denn damit können die Beobachtungen nicht wirklich auf dem Papier beschrieben werden.
Und weil man sich beider Modelle bedient, um das Photon (oder was auch immer quantenphysikalisch betrachtet wird) in verschiedenen Situationen zu beschreiben, spricht man vom Welle-Teilchen Dualismus.
Das ist jetzt alles recht einfach formuliert, auf die mathematischen Feinheiten wirst du noch treffen.
(Stehende Welle --> Elektron im Kasten , Schrödingers Gleichung usw.)

Um nochmal zum Doppelspalt zu kommen: Warum wird das Licht an den Spalten gebeugt und warum ist die Beugung von der Spaltbreite abhängig?
Wenn man die Unbestimmtheitsrelation kennt, dann kann man sich das damit erklären. Je kleiner der Spalt, umso bestimmter ist der Ort, denn das Photon muss durch den Spalt geflogen sein. Weil nach Heisenberg der Impuls mit der Bestimmtheit des Ortes umso unbestimmter sein wird, ist die Beugung verstärkt.
Wo die Maxima auf dem Schirm liegen, ist dann wieder mit der Welle zu bestimmen.

TomS · Moderator Anmeldungsdatum: 20.03.2009 Beiträge: 18030

Wichtig ist, dass nicht die Gesamtheit aller Elektronen miteinander interferiert, sondern dass jedes einzelne Elektron mit sich selbst interferiert! Demzufolge kann das Eleketron eigentlich nicht "manchmal als Welle, machmal als Teilchen" beschrieben werden, es ist eigentlich eher keines von beiden (denn obwohl es als Welle entlang zweier Wege mit sich selbst interferiert, ist es doch unteilbar).

Am besten wird dieser Aspekt der Quantennatur im Feynmanschen Pfadintegralformalismus beschrieben.