Dualismus Welle-Teilchen Vor ungefähr 100 Jahren galt als

Dualismus Welle-Teilchen
Vor ungefähr 100 Jahren galt als bewiesen, dass Licht eine Welle ist. Dann gab es einen Versuch mit
Licht, der mit dem Wellenmodell nicht erklärbar war, den Photoeffekt.
Grundsätzlicher Aufbau: Eine Metallplatte aus Natrium (oder einem anderen Metall) wird mit Licht
bestrahlt. Dabei werden bei eher kurzwelligem Licht (höhere Frequenz) Elektronen aus dem Metall
gelöst. Dieser Effekt tritt auch bei schwachem Lichtstrom auf und setzt sofort nach der Bestrahlung
ein. Die Wellentheorie würde eine Abhängigkeit von dem Energieinhalt der Strahlung und eine
Verzögerung des Effekts nach Beginn der Bestrahlung erwarten lassen.
Einstein erklärte den Effekt damit, dass Licht aus Energiepaketen mit spezifischer Frequenz, den
sogenannten Photonen besteht. Jedes Photon interagiert mit einem Elektron. Auszüge aus Einsteins
Originalarbeit http://leifi.physik.uni-muenchen.de/web_ph12/originalarbeiten/einstein/einstein.htm
Simulationen der Versuche finden sich unter: http://leifi.physik.unimuenchen.de/web_ph12/versuche/09fotoeff/index.htm
Wenn ein Photon ein Teilchen ist, muss es eine Masse haben. Diese lässt sich berechnen aus den
Gleichungen E = m c² und E = h
. Daraus ergibt sich der Impuls des Photons als p =
h
Wenn Photonen als Teilchen einen Impuls haben, müssen sie bei Stoßversuchen streuen. Compton
bestrahlte Elektronen mit Licht und fand wegen der Energieabgabe an die Elektronen im gestreuten
Licht eine Frequenzveränderung ( E= h∗
).
Materiewellen: Idee von de Broglie: Auch Elektronen haben eine Doppelnatur. Ihre Wellenlänge
lässt sich aus der obigen Impulsgleichung oder nach
=
h
m v berechnen und hängt damit von der
Geschwindigkeit v des Elektrons ab.
Davidson und Germer haben Interferenz von Elektronen erzeugt
www.physikon.de/physikon.cgi?s=http%3A//www.physikon.de/cgibin/physikon.cgi%3Fgebiet%3D
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Das Grundprinzip wird auch bei folgender Adresse erklärt:
//leifi.physik.uni-muenchen.de/web_ph12/grundwissen/09vers_atomph/frameset3.htm