Hier findest du Zusatzinhalte zum Thema Quantenobjekte.
Welle-Teilchen-Dualismus
Das bedeutendste Experiment, mit dem der Welle-Teilchen-Dualismus des Elektrons nachgewiesen wurde, ist die Interferenz am Doppelspalt. Dabei werden Elektronen mit einer bestimmten Wellenlänge auf einen sehr feinen Doppelspalt gestrahlt. Laut der klassischen Physik und dem Model des Elektrons als Teilchen würde man zwei Streifen auf einem Schirm hinter dem Spalt erwarten: Die Elektronen nehmen entweder den einen oder den anderen möglichen Weg.
Tatsächlich kann aber ein Interferenzmuster beobachtet werden, wie man es von Wellen kennt. Das heißt, die Elektronen gelangen durch „beide Spalte gleichzeitig“ und interferieren miteinander. Auf der Rückseite des Spalts entsteht dann ein Interferenzbild auf dem Schirm. Der Aufenthaltsort der Teilchen hat also eine Unbestimmtheit. Man kann das über die quantenmechanische Wellenfunktion dieser Quantenobjekte beschreiben (siehe auch S. 89 im Abiturtraining). Das Gleiche gilt übrigens auch für Licht als Photonen oder Welle.
Spannend wird es, wenn man versucht, zu beobachten, durch welchen Spalt die Teilchen denn jetzt tatsächlich gehen. Gelingt es zu messen, welchen Spalt ein Quantenobjekt durchläuft, verschwindet das Interferenzmuster und auf dem Schirm entsteht das klassisch erwartete Muster von zwei Streifen. Dies wird als die Komplementarität von Interferenzfähigkeit und „Welcher-Weg-Information“ (WWI) bezeichnet. Mehr dazu findest du im Abiturtraining auf S. 91.