Doppelspaltexperiment nach Young
Lernwerkstatt
Basiswissen
Der Engländer Thomas Young veröffentlichte im Jahr 1804 den quasi-Vorläufer des heute bekannten Doppelspaltexperimentes. Statt einer Wand mit zwei Spalten verwendete er Pappkarten, mit denen er einen Lichtstrahl teilte. Das Experiment kann mit einfachen Laserpointern nachgestellt werden. Es entstehen dabei makroskopisch sichtbare Interferenzen. Ein Experiment mit einem Doppelspalt führte er erst im Jahr 1807 durch.[3]
Wie sah das Experiment in der historischen Originalversion aus?
Exper. 1. I made a small hole in a window-shutter, and covered it with a piece of thick paper, which I perforated with a fine needle. For greater convenience of observation, I placed a small looking glass without the window-shutter, in such a position as to reflect the sun’s light, in a direction nearly horizontal, upon the opposite wall, and to cause the cone of diverging light to pass over a table, on which were several little screens of card-paper. I brought into the sunbeam a slip of card, about one-thirtieth of an inch in breadth, and observed its shadow, either on the wall, or on other cards held at different distances. Besides the fringes of colours on each side of the shadow, the shadow itself was divided by similar parallel fringes, of smaller dimensions, differing in number, according to the distance at which the shadow was observed, but leaving the middle of the shadow always white. Now these fringes were the joint effects of the portions of light passing on each side of the slip of card, and inflected, or rather diffracted, into the shadow. For, a little screen being placed a few inches from the card, so as to receive either edge of the shadow on its margin, all the fringes which had before been observed in the shadow on the wall immediately disappeared, although the light inflected on the other side was allowed to retain its course, and although this light must have undergone any modification that the proximity of the other edge of the slip of card might have been capable of occasioning.
Ist das wirklich ein Doppelspaltexperiment?
- Nein, aber es wird üblicherweise als Urversion des Doppelspaltexperimentes zitiert.
- Physikalisch gesehen ist es am ehesten ein Einzelspaltexperiment.
- Nach dem Babinetischen Prinzip ergeben dünne Hindernisse in einem Lichtstrahl ...
- dasselbe Beugungsmuster wie dünne Spalten durch die Licht geht.
- Nach Babinet wirkt Youngs Karte also analog einem dünnen Spalt.
- Siehe auch unter Einzelspaltexperiment ↗
Wie kann man das Experiment nachstellen?
In der Lernwerkstatt Aachen wurde das Experiment folgendermaßen nachgestellt: Als Lichtquelle dient ein einfacher Laserpointer: Wellenlänge zwischen 620 bis 680 Nanometer, Leistung kleiner als 1 Watt. Der Laserstrahl wurde auf eine etwa 3 Meter entfernte Wand gerichtet. Etwa 2 bis 3 Zentimeter von der Laserquelle Richtung Projektionswand wurde ein etwa 0,5 bis 1 mm dickes Stück Holz so in den Strahl gehalten, dass der Strahl in eine linke und rechte Hälfte geteilt wurde. Mit einem Stück Papier konnte man einige wenige Dezimeter hinter dieser Stelle (Richtung Wand gehalten) zwei rote Flecken ohne Interferenzmuster sehen. Auf der 3 Meter entfernten Wand bildete sich ein gut 2 cm breites Muster mit sehr deutlichen hellen und dunklen senkrechten Streifen in sehr gleichmäßigem Abstand (Größenordnung 1 Millimeter).
Fußnoten
- [1] Thomas Young, Experimental Demonstration of the General Law of the Interference of Light, "Philosophical Transactions of the Royal Society of London", vol 94 (1804). URL: https://royalsocietypublishing.org/doi/pdf/10.1098/rstl.1804.0001
- [2] Michelle Mercier: In einem anderen Licht: das Youngsche Doppelspaltexperiment. In P. Heering (Hrsg.), Kanonische Experimente der Physik -- Fachliche Grundlagen und historischer Kontext (pp. 67 -- 87), Berlin, Heidelberg: Springer Spektrum. 2022. DOI: https://doi.org/10.1007/978-3-662-64646-5
- [3] "Das Experiment, welches heute als Youngsches Doppelspaltexperiment kanonisiert wird, wurde von Young erst 1807 und ausschließlich in einem didaktischen Kontext veröffentlicht." Michelle Mercier: Das Doppelspaltexperiment von Thomas Young. Institut für Physik und ihre Didaktik und Geschichte. Europa-Universität Flensburg. 2018.
