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Elektron als Materiewelle

Ergebnis des Doppelspaltexperiments

Zur Aufzeichnung des Interferenzmusters wird mit einer magnetischen Projektionslinse die Bildebene mit 2.000-facher Vergrößerung auf den Detektorschirm abgebildet. Jedes ankommende Elektron erzeugt hier ein punktuelles Signal in der x , y -Ebene, das als Funktion des Ortes ( x , y ) in einem Computer registriert und als Leuchtpunkt auf einem Fernsehschirm angezeigt wird.

Abb.1
Entwicklung des Interferenzmusters bei der Beugung einzelner Elektronen am Doppelspalt

Jeder einzelne Punkt entspricht einem Lichtblitz, der von einem Elektron erzeugt wurde. Die Fotos (von links oben nach rechts unten) zeigen die Leuchtpunktdichte des Detektorschirm, nachdem 100, 3.000, 20.000 und 70.000 Elektronen die Apparatur einzeln durchlaufen haben.

(Abb. 1) zeigt Fotos des Fernsehbildes, nachdem 100, 3.000, 20.000 und 70.000 Elektronen einzeln die Apparatur durchlaufen und einen Lichtblitz erzeugt haben. Nach dem Start des Experiments erscheinen die Leuchtpunkte zunächst scheinbar zufällig ("statistisch") verteilt auf dem ganzen Bildschirm. Es ist nicht erkennbar, dass die einzelnen Elektronen einen Doppelspalt passiert haben. Mit zunehmender Zahl von Leuchtpunkten bildet sich dann aber immer deutlicher jenes Interferenzmuster heraus, das bei der Beugung einer Welle am Doppelspalt entsteht. Der Abstand der Interferenzmaxima beträgt 1,4mm. Dem entspricht in der Bildebene d = 1,4 / 2.000mm = 700nm , was größer ist als der berechnete Wert d = 90nm . Der Grund dafür ist, dass im Experiment keine ebenen, sondern Kugel-Wellen vorliegen. Für gegebene Parameter ist bei ihnen der Abstand der Interferenzmaxima größer als bei ebenen Wellen.

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