Interaktives Doppelspaltexperiment
Hinweis zur Interpretation des Experiments
In der populärwissenschaftlichen Literatur wird das Schließen eines der beiden Spalte häufig als der entscheidende Moment dargestellt, in dem ein Quantenobjekt sein „Wellenkleid“ abstreift und sich plötzlich wie ein klassisches „Teilchen“ verhält. Oft wird darin der Kern des sogenannten Welle-Teilchen-Dualismus gesehen.
Aus physikalischer Sicht ist diese Interpretation unhaltbar. Wir haben dieses Experiment bewusst hier mit aufgenommen, um zu zeigen: Auch beim Durchgang durch nur einen Spalt ergibt sich auf dem Messschirm exakt die Häufigkeitsverteilung, die durch die klassische Wellenbeugung am Einfachspalt beschrieben wird. Es findet kein plötzlicher Wesenswechsel des Objekts statt; vielmehr demonstriert das Experiment die Unzulänglichkeit der anschaulichen Kategorien „Welle“ oder „Teilchen“ zur Beschreibung von Quantenobjekten.
In der theoretischen Herleitung zur ebenen Welle haben wir gesehen, dass die Intensitätsverteilung $I_{DS}(\alpha)$ am Doppelspalt nicht einfach die Addition zweier unabhängiger Spalte ist. Durch die kohärente Superposition auf der Zustandsebene ergibt sich die Formel:
\begin{equation*} I_{DS}(\alpha) = 4 \cdot I_S(\alpha) \cdot \cos^2\Gamma_+ \end{equation*}In dieser interaktiven Simulation können Sie nun die Parameter des Experiments stufenlos verändern. Achten Sie dabei besonders auf die rote gestrichelte Kurve: Sie stellt die Einhüllende der Interferenzstreifen dar. Wie mathematisch gefordert, entspricht diese Einhüllende exakt dem 4-fachen der Einzelspalt-Intensität (grau gepunktet), und nicht etwa nur der einfachen Summe.