Three Demonstration Experiments on the Wave and Particle Nature of Light

Abstract

Wir stellen drei Experimente zum Anfassen vor, die den Welle-Teilchen-Dualismus von Licht demonstrieren. Im ersten Experiment werden einzelne Photonen aus einem stark abgeschwächten Laserpointer in einzelne akustische Klicks umgesetzt, um so die Teilchennatur des Lichtes hörbar zu machen. Beim zweiten Experiment handelt es sich um ein gewöhnliches Doppelspaltexperiment zur Verdeutlichung der Wellennatur des Lichtes. Das dritte Experiment zeigt die Synthese dieser beiden Sichtweisen, indem das Doppelspaltexperiment mit einzelnen Photonen durchgeführt wird und mit einer bildverstärkten Kamera in Echtzeit die ankommenden Photonen eines nach dem anderen nachgewiesen werden. Nach einigen Sekunden Mittelungszeit wird in dem zunächst scheinbar unregelmäßigen Muster der Ankunftsorte der Photonen das Beugungsbild sichtbar. Moderne Technik kann somit ein klassisches Gedankenexperiment in ein real existierendes umsetzen, welches sogar für öffentliche Ausstellungen geeignet ist. Außerdem wird eine Version der Experimente für den kleinen Geldbeutel vorgestellt.