Basiswissen

Aufbau

• ------o------------- Rotierendes Zufallsgewehr
  

Legende

• Man sieht senkrecht von oben auf den Versuchsaufbau [Draufsicht]
  

• Bei o ist ein Gewehr befestigt. Es dreht sich ständig im Kreis.
  

• Das Gewehr bei o schießt in horizontaler Richtung Kugeln ab.
  

• Wann ein Schuss erfolgt, ist völlig zufällig.
  

• Die Kugeln fliegen also gleichmäßig verteilt in alle Richtungen.
  

• A und B sind Spalten (Schlitze) in einer Wand.
  

• Die Spalten sind groß genug, dass Gewehrkugeln hindurchgehen können.
  

• Die Wände sind vergleichsweise dünn gegenüber den Gewehrkugeln.
  

• Bei P stehen Gewehkugelzähler: jede dort ankommende Kugel wird registriert.
  

Durchführung

• Man schießt 1000 Kugeln in o ab.
  

• Zunächst sind beide Spalten A und B geschlossen.
  

• Am Detektor P kommt keine einzige Gewehrkugel an.
  

• Nun wird Spalt A geöffnet. Man schießt wieder 1000 Kugeln ab.
  

• Realistisch wäre, dass vielleicht 2 Kugeln bei P ankommen.
  

• Es sind Kugeln die am Spalt innen an der Wand abgeprallt sind.
  

• Nun wird der Spalt bei A wieder geschlossen und der Spalt B geöffnet.
  

• Wieder schießt man 1000 Gewehrkugeln ab und zählt die Ankünfte bei P.
  

• Realistisch wäre, dass bei P jetzt vielleicht 15 Kugeln ankommen.
  

• Es sind vor allem Kugeln, die geradeaus von o durch B nach P gelangten.
  

• Wichtig ist: man schießt die Kugeln mit großem zeitlichen Abstand.
  

• Damit ist ausgeschlossen, dass sich mehrere Kugeln gegenseitig beeinflussen.
  

• Nun öffnet man beide Spalten A und B und schießt wieder 1000 Kugeln ab.
  

• Realistisch könnte sein, dass jetzt 16 oder 17 Kugeln in P ankommen.
  

• Neben den Kugeln, die geradeaus durch B geflogen sind, kommen noch ...
  

• einige abgeprallte Kugeln vom Spalt A dazu.
  

Beobachtung

• Hat man beide Spalten geöffnet, addieren sich die Zahlen beider Spalten.
  

• Genau das würde man auch erwarten. Es gibt nichts Verwunderliches.
  

• Das Verhalten der Gewehrkugeln ist "klassisch".
  

• Sie verhalten sich wie kugelige Teilchen ↗
  

Bedeutung

• Eine besondere Bedeutung hat der Versuch im Kontext Quantenphysik.
  

• Sehr viel spricht dafür dass Elektronen und Atome teilchenartig sind.
  

• Man kann sie sich oft erfolgreich als kleine Kugeln vorstellen (modellieren).
  

• Man könnte den Versuch also auch mit Elektronen oder Atomen durchführen.
  

• Das Ergebnis müsste dann ähnlich dem Ergebnis mit Gewehrkugeln sein.
  

• Tatsächliche Versuche zeigen aber völlig andere Ergebnisse.
  

• Diese Ergebnisse lassen sich nicht mehr durch Teilchen erklären.
  

• Mehr dazu unter Doppelspaltexperiment mit Elektronen ↗