Doppelspalt-Experiment - Quantenphysik einfach erklärt

Dr. Quantums rätselhafte Quantenwelt (Teil 1/2): Das Doppelspalt-Experiment / Der Doppelspalt-Versuch.

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Beim Doppelspaltexperiment lässt man monochromatisches Licht (Strahlung einer genau definierten Wellenlänge) durch eine Blende mit zwei schmalen, parallelen Schlitzen treten. Auf einem Beobachtungsschirm hinter der Blende zeigt sich dann - durch die Interferenz des Lichtes welches die beiden Blendenöffnungen passiert - ein Interferenzmuster aus hellen und dunklen Streifen.

Das Experiment kann nicht nur mit den "Wellen des Lichts, sondern auch mit seinen und anderer Art "Teilchen" (Elektronen, Neutronen, Atomen, Fulleren-Molekülen usw.) durchgeführt werden. Es zeigt sich auch in diesen Fällen ein Interferenzmuster wie bei der Durchführung mit Licht. Das bedeutet, dass auch klassische Teilchen unter bestimmten Bedingungen Welleneigenschaften zeigen - man spricht dann von "Materiewellen".

Mit dem Doppelspaltexperiment kann man so den Welle-Teilchen-Dualismus demonstrieren, der nur im Rahmen der Quantenmechanik erklärt werden kann. Dieses Gesetz gilt aber nicht nur aus Gründen des Welle-Teilchen-Dualismus als das wichtigste Experiment der Quantenmechanik. Es ist zugleich ein hervorragendes Beispiel dafür, wie die Quantenmechanik unsere Weltanschauung verändert.

Folgerungen aus den Beobachtungen für die Quantenmechanik

Betrachtet man die quantenmechanische Beschreibung des Experimentes, so fällt eine wichtige Tatsache auf: Der Beobachter muss in die Experimente miteinbezogen werden, da er durch die Detektion bzw. Messung des genauen Weges eines bestimmten Teilchens den Ausgang des Experimentes entscheidend verändert (überraschenderweise kann diese Veränderung aber auch komplett rückgängig gemacht werden, etwa durch einen Quantenradierer). In der klassischen Physik beeinflusst eine Messung nie das Ergebnis eines Versuches.

In der Quantenphysik gibt es mehrere Ansätze, dieses Phänomen zu beschreiben. Alle diese Ansätze (Interpretationen oder Deutungen genannt) führen zum selben Ergebnis, sind aber konzeptuell unterschiedlich. Zwei Deutungen haben sich besonders profiliert:

Kopenhagener Deutung: Der oben erwähnte Kollaps der Wellenfunktion ist diejenige Variante, die heute wohl am weitesten verbreitet ist. Beim Kollaps der Wellenfunktion sagt man, dass das Teilchen alle möglichen Wege gleichzeitig benutzt (linker oder rechter Spalt) und sich nicht "entscheidet" (es befindet sich in einer sog. Superposition aller möglichen Wege). Mehrere dieser Wege können nun miteinander interferieren und bilden so das erwartete Interferenzmuster. Der Detektor misst dabei aber immer nur ein Teilchen und legt somit seine Position erst fest. Die Wahrscheinlichkeit, das Teilchen an einem bestimmten Ort zu detektieren, ist dabei durch das Interferenzmuster gegeben, das bei der Detektion vieler Teilchen sichtbar wird. Man könnte ein solches Teilchen also als ein "Geisterteilchen" bezeichnen, auch wenn man keine Möglichkeit hat, dies nachzuweisen, da diese Messung ja den "Geistercharakter" zerstören würde. Findet nun die Detektion schon vor dem Spalt statt, so stehen nicht mehr alle Wege für die Interferenz zur Verfügung, und es ergibt sich eine andere Verteilung auf dem Schirm (das Interferenzmuster verschwindet). siehe auch Welle-Teilchen-Dualismus

Viel-Welten-Theorie: Eine weitere Interpretation ist die sog. Viel-Welten-Theorie. Dort geht man davon aus, dass sich unsere Welt zu jedem Zeitpunkt in unendlich viele parallele Welten aufspaltet, in denen jeweils ein bestimmter Ausgang des Experimentes realisiert ist (z.B. jeweils eine Welt für die Wege 1 und 2). Dies löst das Problem des Geistercharakters der Teilchen, da nun in jeder Welt die Position deterministisch bestimmt ist.

• http://de.wikipedia.org/wiki/Doppelspaltexperiment
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[JAK0690]

Fakten findest du auch auf 14alles . de :-)

[JAK0690]

Norwegische Uhren müssten nach Einsteins Relativitätstheorie schneller als Kenianische Uhren gehen. Grund > Der Kenianer reist mit der Erddrehung täglich Tausende von Kilometern WEITER und SCHNELLER durch den Raum als der Norweger.

Das ist EINE Tatsache und KEINE Theorie.

Das klare daran ist > dass mann es nicht mal messen muss, denn in Kenia und Norwegen sind 24 stunden exakt 24 Stunden. Und das ist FAKT.

Weitere Erläuterungen gibt es bald auf w. w. w. 14alles . de zu sehen bzw lesen.

[Xboxfreaky1994]

@howtowritemyname

Schonmal was von Heisenbergsche Unschärferealtion gehört?

[howtowritemyname]

Habe ich das jetzt richtig verstanden: Wenn man beim Doppelspaltexpermient keine Messung vornimmt, dann erhält man das Interferenzmuster. OK!

Sobald man aber Messungen (also Positionsbestimmungen) vornimmt ist das Interferenzmuster verschwunden? HÄ?

Wie kann ein Teilchen quasi logisch reagieren? Oder beeinflussen wir das Teilchen mit unserer Messung? *verwirrt* @.@

[DasBoytscheReich]

Gibt es irgendwo die kompletten Filme ?

[JAK0690]

StillAnEmptyWorld Zitat > Es besteht ein Unterschied zwischen deinem? Uhrenvergleich.? ABER dieser ist so minimal klein? - zwar messbar, aber immer noch winzig? - sodass ein Unterschied kaum festzustellen ist. 24h sind nicht überall 24h!

Sorry aber das ist BLÖDSINN :-)

24 Stunden Sind überall 24 Stunden. Du muss es? nicht mal messen denn das ist FAKT

Würde es nicht so sein, so würde? irgendwann ein Tag in Norwegen den Tag in Kenia Überholen und das ist UNMÖGLICH.

Denk mal DARÜBER nach :-)