Youngs Doppelspaltexperiment - hausgemacht

Ich möchte das Doppelspaltexperiment durchführen, um Menschen außerhalb der Physik den Teilchen-Wellen-Dualismus zu demonstrieren . Ich kann es auf Papier machen und versuchen, die Mathematik und Physik dahinter zu erklären, aber ohne Demonstration ist es für Nichtphysiker eine langweilige Sache. Der Bau der Schlitze und die Verwendung eines Lasers zur Darstellung des Interferenzmusters ist einfach, aber wie realisiere ich das „Messgerät“, das erkennt, durch welchen Schlitz ein Photon gegangen ist? Was für eine Apparatur braucht es?

Bearbeiten: Es scheint, ich war nicht klar. Was ich versuche zu erreichen, ist, das Interferenzmuster der Wellenfunktion anzuzeigen und es dann zusammenbrechen zu lassen, aufgrund der Messung, durch welchen Schlitz mein Photon / Elektron / was auch immer gegangen ist.

Ich bin mir nicht sicher, wie sie die Photonen messen, aber wenn Sie das Experiment mit Elektronen durchführen, können Sie einfach den Doppelspalt beleuchten. Das Elektron streut Licht und daher können Sie erkennen, durch welchen Schlitz das Elektron gekommen ist.
Also schätze ich, der billigste Weg, eine handliche Elektronenkanone zu bekommen, wäre, einen alten Röhrenfernseher zu kaufen (vielleicht von einem Garagenverkauf) und ihn von dort herauszunehmen?
Ähmmm .... Die Wellenfunktion geht durch beide Schlitze in der normalen Youngschen Interferenz.
Ich habe davon nur als Gedankenexperiment gehört. Ich bin mir nicht sicher, ob es schon einmal gemacht wurde. @JonCuster Wenn Sie den Schlitz beobachten, zwingen Sie die Wellenfunktion zum Zusammenbruch und nehmen nur einen Schlitz.
@RishabhJain - und wenn Sie den Schlitz "beobachten", erhalten Sie kein Interferenzmuster, siehe die Antworten unten.
@JonCuster Das ist genau das, was ich archivieren möchte. Lassen Sie die Wellenfunktion zusammenbrechen
Wenn Sie dies mit Licht tun, zeigen Sie kein Quantenverhalten, es sei denn, Sie können einzelne Photonen erkennen. Andernfalls testen Sie nur die klassische Wellentheorie des Lichts.

Antworten (2)

Über die Photonen-Polarisation bekommt man die Welche-Weg -Information, man legt einfach Polarisationsfilter (zB von 3D-Kinobrillen) mit 90 Grad relativer Drehung auf jeden Schlitz (nennen wir die Orientierungen 0 Grad und 90 Grad). Sie können diese Informationen über einen dritten Polarisator vor dem Bildschirm verwenden: Wenn seine Ausrichtung 45 Grad beträgt, haben Sie keine Pfadinformationen auf dem Bildschirm und sehen das Interferenzmuster, aber Sie sehen es nicht für 0 oder 90 Grad. Siehe auch Quantum Eraser Experiment .

@t.rathjen: In Bezug auf Ihre Bearbeitung der Frage sagt Ihnen die Polarisationsmessung des dritten Polarisationsfilters, durch welchen Schlitz das Photon gegangen ist (der mit dem Polarisationsfilter gleicher Ausrichtung), also ist es die "Messung welchen Schlitzes mein Photon ist durchgegangen" scheinen Sie zu suchen.

Es ist einfach, die Muster auf einem Bildschirm zu beobachten. Veritassium hat ein sehr schönes Video von Youngs ursprünglichem Experiment gemacht . Noch einfacher, wenn Sie einen Laser verwenden.

Oder beobachten Sie direkt das Muster auf Ihrer eigenen Netzhaut, indem Sie einen Schlitz (oder ein Paar Schlitze) direkt vor die Pupille halten. Dann schauen Sie sich eine Natrium-Straßenlaterne oder weihnachtliche LED-Lampen in verschiedenen Farben an.

Für eine dauerhafte Aufzeichnung kann man den Sensor einer dslr (digitale Spiegelreflexkamera) verwenden. Entfernen Sie das Objektiv, verwenden Sie einfach das Gehäuse. Oder man könnte die Körperkappe verwenden, ein Loch bohren, das Loch mit einem Doppelschlitz abdecken und das Muster beobachten. So habe ich die Bilder in diesem Composite gemacht .

Das zusammenbrechende Ding ist jedoch schwer zu zeigen. Sie können einen der Doppelschlitze schließen. Oder die Polarisierung eines von ihnen manipulieren.

FWIW, Sie können Einzelspaltinterferenzen sehen , ohne dass außer Ihren Fingern und einer ausreichend hellen Lichtquelle eine Ausrüstung erforderlich ist. Aber ich denke, es hilft, wenn Sie ein wenig kurzsichtig sind. ;)
@PM 2Ring. Das Licht aus dem SE-Anwendungshintergrund reicht aus :)
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