Interferenz am Doppelspalt und Welle-Teilchen-Dualismus
Die Interferenz am Doppelspalt ist ein klassisches Experiment, das sowohl die Wellen- als auch die Teilcheneigenschaften von Licht demonstriert. Wenn monochromatisches Licht durch einen Doppelspalt fällt, entsteht auf einem Schirm ein charakteristisches Interferenzmuster aus hellen und dunklen Streifen.
Definition: Interferenz ist die Überlagerung von Wellen, die zu Verstärkung oder Auslöschung führen kann.
Das Doppelspalt-Experiment kann auch mit einzelnen Photonen durchgeführt werden. Erstaunlicherweise baut sich dabei das gleiche Interferenzmuster auf wie bei einer kontinuierlichen Lichtquelle, allerdings Photon für Photon.
Highlight: Das Doppelspalt-Experiment mit einzelnen Photonen zeigt eindrucksvoll den Welle-Teilchen-Dualismus des Lichts.
Die Interferenz am Doppelspalt lässt sich mathematisch durch die Formel für die Intensitätsverteilung beschreiben:
I(φ) = I_0 · cos²(πd sin(φ) / λ)
Dabei ist I_0 die maximale Intensität, d der Spaltabstand, φ der Beugungswinkel und λ die Wellenlänge des Lichts.
Example: Die Beugung am Doppelspalt findet nicht nur bei Licht statt, sondern auch bei Materieteilchen wie Elektronen oder sogar größeren Molekülen.
Der Welle-Teilchen-Dualismus ist ein fundamentales Prinzip der Quantenphysik und zeigt, dass die klassische Unterscheidung zwischen Wellen und Teilchen auf mikroskopischer Ebene aufgehoben wird. Dies führt zu einer tiefgreifenden Änderung unseres Verständnisses von Materie und Energie.
