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Aufgabe

Auftrefforte von Einzelelektronen

Schwierigkeitsgrad: leichte Aufgabe

a)Eine Doppelspaltversuch für Elektronen wird mit jeweils nur einem Elektron hundertfünfzigmal hintereinander ausgeführt.

Erläutere, was man jeweils über die Lage des Auftreffortes des "Einzelelektrons" in der Nachweisebene aussagen kann.

b)Nun werden hundertfünfzig Elektronen gleichzeitig durch die Doppelspaltanordnung geschickt.

Charakterisiere das entstehende Schirmbild qualitativ eventuell unter Verwendung einer Skizze.

c)Die Ergebnisse der 150 Einzelexperimente von Teilaufgabe a) werden in einem Schirmbild zusammengefasst.

Vergleiche dieses Schirmbild mit dem Ergebnis von Teilaufgabe b).

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a)Über die Lage des Auftreffortes des "Einzelelektrons" in der Nachweisebene kann man keine Aussage machen. Der Auftreffort gehorcht Wahrscheinlichkeitsgesetzen.

b)Auf den ersten Blick (beim Einschlag noch weniger Elektronen) scheinen sich diese regellos auf die Nachweisebene zu verteilen. Bei genügend großer Zahl erkennt man jedoch, dass sich an den Stellen, an denen man mit der Wellenlehre eine Intensitätsminimum berechnet, die Wahrscheinlichkeit für einen Einschlag sehr gering ist. Umgekehrt häufen sich die Einschläge an den Stellen des Schirms, an denen man mit Hilfe der Wellenlehre ein relatives Intensitätsmaximum erwarten würde.

c)Durch das Übereinanderlegen der Schirmbilder von hundertfünfzig "Einzelexperimenten" erhält man ein Schirmbild, das in etwa dem von Teilaufgabe b) entspricht.