Ziel einer Photonenkanone in einem Doppelspaltexperiment

Hoffe jemand kann mich zu folgenden Fragen aufklären:

  1. Wie wird in einem Doppelspaltexperiment mit Photonen die Photonenkanone ausgerichtet?

  2. Wenn die Photonenkanone so eingerichtet ist, dass sie auf den Barriereraum zwischen den beiden Schlitzen zielt, ist es dann falsch anzunehmen, dass das Photon diesen Raum bei jeder Freisetzung des Photons konsistent trifft?

  3. Wenn die Photonenkanone auf den Barriereraum zwischen den beiden Schlitzen gerichtet ist und der Abstand zwischen den Schlitzen deutlich größer ist als die Breite der Photonenkanone, wie würden die Ergebnisse auf der Detektorplatte hinter den beiden Schlitzen aussehen?

Idk ungefähr 1 und 3, aber für #2 ist der Strahl nicht schmal genug, dass ein Photon direkt hinter dem anderen folgt. Und außerdem besteht der springende Punkt des Experiments darin, die Teilchen-Wellen-Dualität zu demonstrieren. Wenn Sie sie eher als Wellen sehen, werden (fast) überall, wo Sie zielen, einige durchgehen, aber je nach Winkel erhalten Sie möglicherweise nicht das gesuchte Interferenzmuster.
Vergessen Sie nicht, dass Sie selbst hinter jeder scharfen Kante ein Intensitätsverteilungsmuster erkennen. Um dieses Muster klar zu sehen, muss man eine punktförmige Quelle und monochromatisches Licht verwenden. Es gibt also einen Bereich, in dem die Länge reflektiert oder absorbiert wird, einen Bereich, in dem das Licht unbeeinflusst bleibt, und einen Bereich dazwischen, in dem das Licht so abgelenkt wird, dass es Streifen oder Intensitätsverteilungen erzeugt.

Antworten (1)

Die Diagramme, die typischerweise in Lehrbüchern und Pop-Sci-Büchern vorkommen, haben eine massiv übertriebene Querskala. Die Schlitze für eine optische Wellenlängenversion des Experiments sind typischerweise weniger als einen Millimeter voneinander entfernt und in der Größenordnung von einem Zehntel Millimeter oder weniger breit.

Dies bedeutet, dass sie um weniger als die natürliche Breite des einfallenden Strahls getrennt sind, und in einem naiven Verständnis würden Sie natürlich erwarten, dass einige Photonen durch jeden Schlitz gehen.

Die Demoversion, die ich im Unterricht verwende, hat Schlitze mit einer Breite von etwa 0,1 mm, die von Mitte zu Mitte durch etwa 0,25 mm getrennt sind; Der billige Laser, den wir verwenden, um sie zu beleuchten, hat einen Punkt mit einem Durchmesser von etwa 2 mm, sodass er leicht beide Schlitze abdeckt (oder mehrere, wenn ich einen Teil des Geräts verwende, in dem mehr vorhanden sind).

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