Was sind die spezifischen Anforderungen an ein Do-it-yourself-Quanten-Doppelspalt-Experiment?

Ich war schockiert, als ich kürzlich erfuhr, dass das Doppelspalt-Experiment nicht nur mit ganz gewöhnlichen Geräten (natürlich mit Photonen) durchgeführt werden kann, sondern tatsächlich ziemlich einfach aussieht. Dies ist aus einem MIT-Tech-Video:

http://www.youtube.com/watch?v=Ippat5KPwmk&t=5m14s

Dieser Zeitstempel beginnt um die Beschreibung ihres Geräts herum. Hier sind einige der Spezifikationen:

  • Stellen Sie sich in einer ansonsten meist dunklen Umgebung 10-20 m von einer Lichtquelle entfernt auf
  • 1/4 -1/2 mm Abstand zwischen den beiden Nadellöchern (die als Schlitze für dieses Doppelschlitzexperiment dienen), etwa bei 4:56 im Video
  • Es sieht so aus, als hätten die Löcher einen Durchmesser von etwa 1/4 mm, aber dies wird nicht ausdrücklich angegeben
  • Beobachten oder lösen Sie das Muster offensichtlich etwa 10 cm hinter den Schlitzen bei abgeschirmtem Umgebungslicht.

Nun ist die offensichtliche Frage, warum diese Parameter funktionieren. Was noch wichtiger ist, wie sieht der wissenschaftliche Prozess zur Auswahl dieser experimentellen Parameter aus? Ich verstehe, dass eine Kombination aus dem Abstand zwischen den Schlitzen und der Wellenlänge den Abstand zwischen den Spitzen des Interferenzmusters bestimmt, aber was ist die Bedingung für den Abstand zwischen den Spitzen? Wenn dies ein Muster ist, das Sie beim Blick in die Röhre beobachten können, bedeutet das, dass mehrere Spitzen des Musters in den Durchmesser einer menschlichen Iris passen müssen?

Und was ist wirklich die Grenze, die erfüllt sein muss, damit das Licht ausreichend kohärent ist? Wird dieses Experiment nicht funktionieren, wenn die Nadellöcher zu groß sind? Wenn die Quelle zu nah ist? Was sind die tatsächlichen Grenzen der Mathematik des Doppelspaltexperiments, die auf ein echtes Heimexperiment angewendet werden können?

Siehe altair.org/TwoSlit.html
@mtrencseni Ich habe es von 2 verschiedenen Orten aus versucht und der Link funktioniert nicht.
Es ist nicht meine Seite, es funktioniert für mich. Probieren Sie den Google-Cache aus: webcache.googleusercontent.com/…
Das in den Videos beschriebene Spalt-Experiment von Young mit gewöhnlichem Licht lässt sich klassisch mit der Interferenz von Wellen erklären. Es ist jedoch eine gute Frage, wie man die Quantenversion davon mit einzelnen Teilchen zu Hause macht. Ich frage mich, ob ich ein gekühltes CCD verwenden könnte, das zur Einzelphotonenerkennung fähig ist (vielleicht ein EMCCD), das durch ein Teleskop auf eine schwache astronomische Quelle blickt. Wenn Sie einen Zeitrafferfilm des Aufbaus des Bildes zeigen könnten, ein Photon nach dem anderen, würden Sie die Quantennatur des Lichts demonstrieren.

Antworten (1)

Sie können einen Laserpointer in einem Geschäft für Bürobedarf erwerben. Dann ist Ihre Quelle kohärent, aber Sie müssen den Strahl mit einer Linse streuen oder einfach sehr weit weg sichern. Sie können ein Muster sehen, das aus nur einem einzigen Loch erzeugt wurde, wenn ich mich richtig erinnere.

Für ein weiteres Heimexperiment schauen Sie sich den Link unten an. Es kann mit einigen polarisierten Gläsern von Sonnenbrillen gemacht werden, oder Sie könnten eine billige Polarisationsfolie online bestellen und sie zerschneiden.

http://www.users.csbsju.edu/~frioux/polarize/POLAR-sup.pdf

Es ist nicht so, dass die Lichtquelle kohärent sein muss, da jedes einzelne Photon einzeln durch beide Schlitze geht, um mit sich selbst zu interferieren. Die Lichtquelle sollte so weit entfernt sein, dass sie punktförmig ist. Andernfalls wird es so sein, als ob viele Quellen im Raum verteilt wären, und das würde das Muster zerstören. Dennoch ist ein Laserpointer ein guter Punkt wie eine Quelle und eine coole Sache, die Sie in Ihr Toolkit einbauen können.
Sie haben gerade die räumliche Kohärenz neu definiert.
Was sind die spezifischen Anforderungen an ein Do-it-yourself-Quanten-Doppelspalt-Experiment?
AntwortenHierDatenschutz-Bestimmungen1y, 0v