Einführung in die Quantenphysik

ZuWelle-Teilchen-Dualismus Beginn des 20. Jahrhunderts nahm man an, dass Licht und andere elektromagnetische Strahlung (z. B. Radiowellen) Wellennatur hat, ähnlich wie der Schall oder andere mechanische Wellen. Dagegen hielt manElektronenWelle-Teilchen-DualismusWelle-Teilchen-DualismusProtonWelle-Teilchen-DualismusStrahlungWelle-Teilchen-Dualismuselektromagnetische StrahlungWelle-Teilchen-DualismusWelle-Teilchen-DualismusStrahlungAtomeWelle-Teilchen-Dualismus Elektronen, Protonen, Atome und andere Bausteine der Materie eindeutig für Teilchen. Doch in den ersten 30 Jahren des 20. Jahrhunderts stellte sich durch die überraschenden Entwicklungen in der theoretischen und der experimentellen Physik heraus, dass Licht Energie „portionsweise“, in Quanten, abgibt oder aufnimmt und sich ähnlich verhält wie Teilchen.LichtWelle-Teilchen-DualismusPhotonWelle-Teilchen-Dualismus Umgekehrt beobachtete man beiWelle-Teilchen-DualismusElektronenWelle-Teilchen-Dualismus Elektronenstrahlen, die man sich als Teilchenstrahlen vorstellte, Beugung und Interferenz wie bei Wellen. Interferenzmuster,InterferenzElektronenElektronenInterferenz die durch Elektronen hinter einem Doppelspalt erzeugt werden, zeigen umso deutlichere Interferenzstreifen, je höher die Anzahl der durch die Spalte tretenden Elektronen ist – hier sind es 10, 100, 3000 bzw. 70 000 Elektronen. Die Maxima und Minima im Interferenzmuster demonstrieren die Wellennatur des Elektrons. Dagegen demonstriert jeder Punkt am Schirm die Teilchennatur des Elektrons, das mit dem Detektor Energie austauscht.