Minimale Interferenz am Doppelspalt berechnen

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Beim Experiment mit dem Doppelspalt lässt man Wellen, wie beispielsweise kohärente Lichtwellen, mit zwei schmalen, parallelen Spalten durch eine Blende treten. Auf einem Schirm zur Beobachtung in einer gewissen Distanz zur Blende, die um einiges größer ist als der Abstand der beiden Spalte, sieht man ein Interferenzmuster. Diese Form des Musters entsteht durch die Lichtbeugung der Ausbreitung der Wellen am Doppelspalt. Bei Laserlicht zum Beispiel zeigt sich dieses Muster auf dem Schirm aus Streifen, die hell sind die als Maxima bezeichnet werden und in Streifen, die dunkel sind und als Minima bezeichnet werden. Die Wellenlänge muss aber kleiner sein als der Abstand von den beiden Spalten.
Das Experiment kann auch mit Teilchen wie Elektronen oder Neutronen sowie Molekülen durchgeführt werden. Die Interferenzmuster zeigen unter Beobachtung, dass auch klassische Teilchen Welleneigenschaften besitzen,sogenannte Materiewellen und man bezeichnet es auch als Welle-Teilchen-Dualismus.

Mit diesem Doppelspaltexperiment kann man den Dualismus anschaulich beschreiben und durch gezielte Experimente verdeutlichen. Es ist zu erforschen ob das Teilchen durch den ersten oder den zweiten Spalt durch getreten ist.Weiter wird im Experiment ermittelt ob das Signal von einer durch beide Spalte hindurch getretenen Welle stammt. Im ersten Fall scheint keine Interferenz möglich zu sein und im zweiten Fall kann man den weg nicht herleiten.

Minimale Interferenz am Doppelspalt berechnen

Minima sind die Stellen am Bildschirm, an denen kein Licht ankommt, das bedeutet wenn die Wellen der beiden Spalte passiv interferieren. Das passiert, wenn der Gangunterschied zwischen dem oberen Randstrahl und dem unteren Randstrahl gleich ist wie ein Vielfaches der Wellenlänge plus einer halben Wellenlänge. Folgende Formel gilt für die Minima: ?s=k??+0,5??=2k+12??k=0,1,2, und so weiter.

In der Quantenphysik kann man beobachten, wenn man eine Platte mit Elektronen befeuert, die sich dabei durch einen Doppelspalt bewegen müssen, sieht man, dass sich das Muster der Interferenz auch bei einer Teilchen Folge, die langsam ist so aufbaut, wie man es von den Interferenzmustern her kennt. Die einzelnen Teilchen wissen jedoch nicht an welcher Stelle der Photoplatte die zuvor gegangen Teilchen aufgeprallt sind, kann sie auch nicht mit ihnen interferieren. Die Wahrscheinlichkeiten des Aufprallens an den Plattenpositionen für die Teilchen beim Durchgang werden durch den Doppelspalt bestimmt. Diese Teilchen interferieren mit sich selber.