Erklärung — Komplementarität
Komplementarität
Niels Bohr formulierte das Prinzip der Komplementarität: Welle und Teilchen sind zwei einander ergänzende Seiten desselben Quantenobjekts. Welche Seite man sieht, hängt vom Experiment ab — aber man sieht nie beide gleichzeitig.
- Wellenseite:Im Doppelspalt ohne weitere Messung zeigt sich das Interferenzmuster.
- Teilchenseite:Beim Auftreffen ist das Elektron ein lokalisierter Punkt.
- Nie zugleich:Ein Experiment zeigt entweder die eine oder die andere Seite.
Welcher-Weg zerstört Interferenz
Baut man einen Welcher-Weg-Detektor ein, der misst, durch welchen Spalt das Elektron geht, so erhält man Teilchen-Information — und genau dann verschwindet das Interferenzmuster. Es bleiben nur zwei Streifen, wie von zwei einzelnen Spalten. Probiere den Schalter im Applet.
Sobald man weiß, welchen Weg das Quantenobjekt genommen hat (Teilchenwissen), kann es nicht mehr mit sich selbst interferieren (Wellenverhalten). Wissen über den Weg und Interferenz schließen einander aus.
Der Detektor misst den Weg des Elektrons. Ohne Messung: Interferenz (Welle). Mit Messung: zwei Streifen (Teilchen). Man bekommt immer nur eine Seite zu sehen.
Detektor an oder aus?
In einem Doppelspaltversuch mit Elektronen wird ein Welcher-Weg-Detektor eingeschaltet. Was beobachtet man auf dem Schirm?
Allgemeine Hinweise
Komplementär
Welle und Teilchen ergänzen sich, schließen sich aber aus.
Welcher-Weg
Wegmessung → Interferenz verschwindet.
Kontextabhängig
Der Versuchsaufbau entscheidet, welche Seite erscheint.
Vertiefung
▶ Auf YouTube suchen
▶ Auf YouTube suchen