Doppelspalt

Lichtstrahlen werden an einer Kante gebeugt. Bei einem Spalt mit der Breite b enstehen damit an beiden Kanten ein Wellensystem. Diese überlagern sich hinter dem Spalt. Es kommt zu Interferenzeffekten. Die Intensität des Lichts weist Minima und Maxima auf.

Gleiches passiert, wenn Licht auf einen Doppelspalt fällt. In grober Näherung entstehen an jedem Spalt ein Wellensystem, die anschließend interferieren. Dabei entspricht die Hüllkurve der Intensitätsverteilung vom einfachen Spalt.

Nach dem Bedienen der Schieberegler kommen wir zu folgenden Schlussfolgerungen:

• Je breiter der Spalt,
  desto enger die Hüllkurve.
• Je größer die Distanz zwischen den Spalten,
  desto enger liegen die Extrema beisammen.
• Je größer die Wellenlänge λ,
  desto breiter die Hüllkurve und
  desto breiter die Interferenzabstände.

Setzt man die Distanz d zwischen beiden Spalten 0, liegt nur ein Spalt vor. Das Licht wird dann an beiden Ecken gebeugt, so dass wiederrum 2 Wellensysteme miteinander interferieren.

Intensitätsverteilung der Interferenz

Angegeben ist die Intensitätsverteilung I(α) in Abhängigkeit vom Beugungswinkel α des Doppelspalt-Experiments.

Das Doppelspalt-Experiment findet insbesondere in der Quantenmechanik eine große Bedeutung. Es gibt Experimente, in denen ein quantenmechanisches Objekt als eine klassische Welle angesehen werden kann, oder als ein Teilchen. Photon als Lichtteilchen versus Elektron als Masseteilchen.

Louis De Broglie postulierte, dass ein Masseteilchen eine Wellenlänge hat:

λ = h/p

h ist das Plancksche Wirkungsquantum und p der Impuls. Der Wellencharakter für Materie wurde durch einen Elektronenstrahl nachgewiesen.