JUNGES EXPERIMENT
(DOUBLE CRACK EXPERIMENT)
Lange haben sich Wissenschaftler über die wahre Natur des Lichts gewundert, lange Zeit gab es im Laufe der Geschichte verschiedene Interpretationen von Licht, aber niemand konnte sich jemals einigen. Einige Wissenschaftler glaubten, dass Licht aus kleinen Teilchen besteht, andere glaubten, dass Licht eine Welle sei, und tatsächlich halfen viele optische Phänomene, Licht entweder als Teilchen oder als Wellen zu behandeln, einige Phänomene zu erklären. Das folgende Video erklärt einige der Interpretationen der Natur des Lichts im Laufe der Jahre.
Wie wir im Video gesehen haben, verhält sich Licht nicht nur auf eine Weise, sondern in beiden Formen, Teilchen oder Wellen. Aber wie kann dasselbe physikalische Phänomen zwei so unterschiedliche Naturen darstellen? Um 1801 entschied ein schönes Experiment von Thomas Young (1773-1829) die Sache zugunsten von Huygens.
Das Experiment bestand darin, einen Lichtstrahl zunächst durch eine Platte zu schießen, die nur einen Schlitz hatte, und was nach diesem Schlitz auf einem Schirm zu sehen war, war bereits vorhersehbar, da die meisten Physiker damals noch glaubten, Licht sei ein Teilchenstrahl, also würde sich einfach ein Strahl bilden. Aber als diesem Experiment ein weiterer Schlitz hinzugefügt wurde, war das Ergebnis erschreckend! Sehen Sie sich zum besseren Verständnis die folgenden 3 Videos unten an.
Kurz gesagt ... Vor Jahren glaubte man, Licht und subatomare Teilchen wie das Elektron seien Korpuskeln! Wie können sich Teilchen wie Wellen verhalten? Sehen Sie sogar durch die Definition von beiden, was ist ein Teilchen? In der Physik wird der Begriff Teilchen verwendet, um sehr kleine Elemente zu bezeichnen (das Wort selbst leitet sich vom lateinischen particula ab, was sehr kleiner Teil, sehr kleiner Körper oder Körperchen bedeutet).
Wenn wir von Teilchen sprechen, sprechen wir normalerweise von subatomaren Teilchen, dh Teilchen, die kleiner als ein Atom sind. Materieteilchen und Strahlungsteilchen können unterschieden werden. Die Untersuchung von Teilchen (nämlich von Elementarteilchen aus Materie und Strahlung, sowie deren Wechselwirkungen) nennt man Teilchenphysik.[*] Für die Physik ist eine Welle eine Störung, die sich im Raum oder in einem anderen Raum ausbreitet. Sie werden nach Art, Richtung und Energie der Ausbreitung klassifiziert, sie transportieren Energie und keine Materie.[**]
Mit anderen Worten, Teilchen und Wellen sind völlig verschiedene Dinge, wie kann man Eigenschaften vom anderen erwerben? Damit die Physiker diese Phänomene verstehen konnten, mussten sie die gesamte klassische Mechanik in eine neue Mechanik umformulieren, die diese seltsamen Phänomene der kleinsten Skalen beschreiben konnte, was dann zur Wellenmechanik oder Quantenmechanik wurde.
Damit Sie das Konzept wie üblich besser verstehen, finden Sie unten zwei Simulationen, die sich auf die beziehen Experiment von Thomas Young (Doppelschlitz). Versuchen Sie in ihnen, die Phänomene selbst zu erforschen und mit den zu vergleichen Theorie die wir Ihnen präsentieren. Der erste Simulator bezieht sich auf Welleninterferenzen. Wenn Sie nicht verstehen, was sie wirklich sind, erkunden Sie diesen Simulator. Nun ist der zweite Simulator dran Bezug auf Quantenphänomene, vollständig vernetzt mit dem ersten Simulator. Erforschen Sie die Werkzeuge, die Doppelspalte, den individuellen Start subatomarer Teilchen, vergrößern oder verkleinern Sie den Abstand zwischen den Spalten und verstehen Sie die hier erklärten Phänomene besser.
Simulator 1: Wellen und Welleninterferenz
Simulator 2: Quantenwellen
Es ist wichtig, sich daran zu erinnern, dass einer der Erklärungen, die man zur Erklärung dieses Interferenzphänomens braucht, ist der Zusammenhang mit den Dimensionen der Objekte, mit denen wir es zu tun haben! So was!? Aussehen! Elektronen sind ein so kleines Element der Materie, aber so klein, dass jede äußere Störung ihre Eigenschaften ändert (verhalten sich wie ein Korpuskel oder wie eine Welle), der Beobachterfrage ist viel „Mystik“ eingeflößt, aber der Punkt ist, dass die Wissenschaft funktioniert auf der Basis von Beobachtung, und um etwas beobachten zu können, brauchen wir unbedingt Licht!
Wenn Sie zum Beispiel Ihren Computer oder Ihr Handy vor sich sehen, liegt das daran, dass das Licht, das aus der Lampe kam, überall hin gewandert ist, wo Sie sich gerade befinden, Ihr Handy getroffen und dann in Ihren Augen reflektiert wurde (insbesondere auf Ihre lichtempfindliche Netzhaut). Erst dann wussten Sie, wo sich Ihr Handy befinden würde. Dasselbe gilt für jedes konventionelle Experiment.
Damit der Wissenschaftler weiß, was im Experiment passiert, muss er sehen und folglich braucht er eine Lichtquelle, um zu wissen, ob etwas hier oder dort ist, aber jetzt haben wir es mit einem Quantenobjekt zu tun, das heißt kleiner oder gleich der Größe des Atoms selbst.
Wie wir in den vorherigen Kapiteln über den photoelektrischen Effekt gesehen haben, hat Albert Einstein die Eigenschaft eines Korpuskels für Licht gerettet, weil es selbst eine Energie hat, die mit seiner Manifestation verbunden ist (Verschiebung/Ausbreitung mehr insbesondere linearer Impuls ).
Mit anderen Worten, Licht ist auch ein Objekt, in dem seine Dimension, wenn es um sein korpuskulares Verhalten geht, atomare Dimensionen hat, Quanteneigenschaften, das bekannte Photon! Wenn wir Licht auf ein Elektron fokussieren, ändern sich seine Eigenschaften aufgrund dieser Wechselwirkung von Licht und Elektron.
Eine andere Möglichkeit, dies zu verstehen, wäre beispielsweise, einen Basketball gegen den Sockel eines hohen und großen Gebäudes zu werfen. Was würde der Basketball mit dem Gebäude stören? IRGENDETWAS! Genau wie das Licht auf das Handy oder den Computer vor Ihnen fällt es auf sie, stört sie aber nicht, da die relativen Abmessungen des "Photon" mit der allgemeinen Größe Ihres Handys/Computers vernachlässigbar sind!
Aber wenn wir jetzt einen Basketball gegeneinander werfen, dann ja, wir werden eine Veränderung im anderen Basketball haben, er wird sich bewegen ... er wird kinetische Energie erhalten usw. Denn die Dimensionen des Problems, mit dem wir es jetzt zu tun haben, sind relativ gleich. Dasselbe gilt für dieses Problem Photon (Licht) und Elektron.