Doppelspaltexperiment nach Taylor

Physik

Basiswissen

Der Doppelspalt nah Taylor als Versuch

• Der Versuch wurde durchgeführt von G. I. Taylor in England.
  

• Er wurde veröffentlicht im Jahr 1909: Interference fringes with feeble light
  

• Als Lichtquelle diente eine Gaslampe oder eine Kerze ↗
  

• Sie stand vor einem größeren Kasten.
  

• An einer Kastenwand war ein horizontaler Schlitz.
  

• Hinter dem Schlitz verlief im Kasten eine horizontale Nadel.
  

• Schlitz und Kasten bildeten sozusagen einen Doppelspalt.
  

• Im Kasteninneren auf der Seite gegenüber dem Schlitz war eine Photoplatte.
  

• Licht auf diese Photoplatte hinterließ dauerhaft fixierte Verfärbungen.
  

• Die Schwächung des Lichts erfolgte mit verschieden vielen verdunkelten Scheiben.
  

• Als längste Belichtungszeit wurden 2000 Stunden oder 3 Monate angegeben.
  

• Egal wie stark oder schwach das Licht der Lichtquelle war:
  

• es ergaben sich immer die typischen Interferenzmuster ↗
  

Die wesentliche Argumentation

• Man kann den Doppelspalt mit echten Teilchen durchführen.
  

• Denkbar sind zum Beispiel Gewehrkugeln oder Farbteilchen aus einer Spraydose.
  

• In diesem Fall ergibt sich kein Interfernzmuster.
  

• Mit Elektronen oder Photonen aber entsteht Interferenz.
  

• Die Frage war: kann man Intereferenz aus dem Teilchenmodell herleiten?
  

• Ein Aspekt dabei war: kann die Anzahl der Teilchen eine Rolle spielen?
  

• Können die Teilchen sich gegenseitig so beeinflussen, dass Intereferenz entsteht?
  

• Um das zu überprüfen, kann man die Anzahl der Teilchen drastisch verringern:
  

• In einer bestimmten Zeit fliegen dann sehr wenige Teilchen durch den Doppelspalt.
  

• Würde das das Intereferenzmuster verändern oder sogar verschwinden lassen?
  

• Das war die Fragestellung des Taylor-Versuches.
  

• Die Antwort war: nein, das Intereferenzmuster bleibt.
  

Die Methode der Lichtschwächung

• Taylor verwendete als Lichtquelle Kerzen oder Gasflammen.
  

• Zur Verminderung der Lichtintensität verwendete er verdunkeltes Glas.
  

• Die Glasplatten wurden zwischen Lichtquelle und Doppelspalt platziert.
  

• Ohne Glasplatten entstand das Interferenzmuster nach wenigen Sekunden.
  

• Bei extremer Lichtschwächung wurde die Platte über 3 Monate belichtet.
  

• Es entstand letztendlich immer ein gleich scharfes und klares Interferenzmuster ↗
  

Fazit zum Taylor-Experiment

• Der Versuch legt nahe, dass die Intereferenz kein Effekt ...
  

• einer Wechselwirkung vieler verschiedener Teilchen untereinander ist.
  

• Man weiß heute: der Effekt tritt auch auf, wenn jedes Teilchen ...
  

• für sich alleine von der Lichtquelle zur Photoplatte fliegt.
  

• Eine Lösungsversuch ist die Bornsche Wahrscheinlichkeitsinterpretation ↗
  

Fußnoten

• [1] G. I. Taylor: Interference Fringes with Feeble Light. Proceedings of the Cambridge Philosophical Society, 15, 114-115. Online: http://www.damtp.cam.ac.uk/user/gold/pdfs/teaching/old_literature/Taylor1909.pdf