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Taylor-Experiment (Physik)

Quantenphysik

Basiswissen


Die Kernaussage des Doppelspaltversuches ist: Elektronen oder Lichtteilchen (Photonen) ergeben grundsätzlich andere Ergebnisse als Versuche mit echten Kugeln. Der Effekt hängt nicht von der Intensität der Lichtquelle ab.

Versuch



Die Fragestellung von Taylors Experiment



ZITAT:

Sir J. J. Thomson schlug vor, dass man die Intensität des Lichts bei einem Beugungsmuster so stark verringere, dass nur wenige dieser unteilbaren Einheiten Energie gleichzeitig in einem Huygens-Bereich erscheinen [Intensitäts-Maxima?] und dass das Phänomen der Beugung sich verändere.[3]


Lichtschwächung



Fazit zu Taylors Experiment von 1909


Der Versuch legt nahe, dass die Intereferenz kein Effekt einer Wechselwirkung vieler verschiedener Teilchen untereinander ist. Die von J. J. Thomson vermutete Veränderung des Beugungsmusters bei star reduzierter Lichtintensität trat nicht auf.

Zur Zeit von Taylor gab es jedoch keine Lichtquellen, die zuverlässig nur einzelne Photonen aussenden konnten. Tatsächlich senden die meisten Lichtquellen immer Bündel von wenigen Photonen gemeisam aus. Man nennt den Effekt heute Bunching. Auch gab es damals noch keine Detektoren für einzelne Photonen[4].

Taylor konnte also nicht sicher ausschließen, dass nicht doch einige Photonen zusammenwirken und den Beugungseffekt ergeben. Aber spätere Versuche mit tatsächlich individuellen Photonen[5] oder sogar Elektronen[6][7] haben Thomsons und Taylors Vermutungen dann bestätigt. Man weiß heute: der Effekt tritt auch auf, wenn jedes Teilchen für sich alleine von der Lichtquelle zur Photoplatte fliegt.

Fußnoten


Optical: https://doi.org/10.1119/1.16104