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Elektronenbeugungsröhre


Physik


Basiswissen


Ein Elektronenstrahl wird auf eine durchlässige Schicht Graphit geschossen. Auf der anderen Seite treffen die Elektronen auf einen Fluoreszenzschirm auf. Es ergeben sich dort typische Ringmuster. Dieses Interferenzmuster ist ein Indiz für wellenhafte Eigenschaften der Elektronen.

Begründung der Welleneigenschaften von Elektronen


Berechnet man den Durchgang der Elektronen durch die Graphitfolie mit Hilfe von Formeln die in enger Analogie zu Wasserwellen entwickelt wurden, dann lassen sich die Interferenzmuster auf dem Schirm sehr genau vorhersagen. Unterstellt man hingegen, dass die Elektronen wie kleine Gewehrkugeln durch die Graphitfolie fliegen, lässt sich damit in keinem Fall ein Interferenzmuster erklären. Als gewehrkugelartige Teilchen würden die Elektronen zufällig an den Kristallelementen abprallen und auf der anderen Seite ein reines Zufallsmuster ergeben, nicht aber Interferenz zeigen. Interferenz ist eine typische Eigenschaften von Wellen, nicht von Teilchen. Siehe dazu auch Interferenz ↗

Was ist an dem Experiment so verwunderlich?


Elektronen zeigen typische Eigenschaften von Teilchen: sie haben eine räumlich eng begrenzte Ausdehnung, eine Masse, sie übertragen einen Impuls und erscheinen auf Leuchtschirmen einzeln ankommend immer einen eng begrenzten Lichtfleck. Ein Teilchen kann aber nicht gleichzeitig eine Welle sein. Ein Elektron fliegt zum Beispiel nicht in einer wellenartigen Schlangenlinie durch den Raum. Diese Zweiartigkeit bezeichnet man auch als Welle-Teilchen-Dualismus. Zeigt ein massetragendes Objekt diesen Dualismus spricht man auch von einer Materiewelle ↗

Was ist die Ontologie?


Als Ontologie bezeichnet man ein Teilgebiet der Philosophie das sich mit der Frage beschäftigt, was denn das Sein, die Existenz wirklich ist. Nicht "wie berechnet man" ist die Leitfrage der Ontologie sonder eher "Was ist". Wer also fragt, was denn ein Elektron dann ist, eine Welle oder ein Teilchen begibt sich damit in das Gebiet der Ontologie ↗