Direkt zum Inhalt

Grundwissen

Beugung und Interferenz von Elektronen außerhalb von Materie

Das Wichtigste auf einen Blick

  • Die Wellennatur von Materie konnte zwischen 1955 und 1957 von MÖLLENSTEDT und seinen Schülern DÜKER und JÖNSSON auch beim Durchgang von Elektronen durch ein elektrisches Biprisma und sogar durch einen materiellen Doppelspalt bestätigt werden.
Aufgaben Aufgaben

1955 führten Gottfried MÖLLENSTEDT (1912-1997) und sein Doktorand Heinrich DÜKER (1923–1985) am Institut für Angewandte Physik der Universität Tübingen einen Versuch durch, bei dem sie einen Elektronenstrahl aus einer nahezu punktförmigen Quelle auf einen dünnen vergoldeten Quarzfaden lenkten und dahinter das Beugungsmuster betrachteten. An der Schattengrenze des Fadens waren die sonst auch bei Licht beobachtbaren Beugungsmuster erkennbar.

Lud man den Faden positiv auf, so wurden die Elektronen durch das elektrische Feld zum Faden hin abgelenkt und es kam hinter dem Faden zu einer Zone, in die Elektronen von beiden Seiten des Fadens gelangten. In diesem Bereich traten Interferenzerscheinungen auf, die mit denen von Licht beim Biprismaversuch von FRESNEL vergleichbar waren.

Zorres, CC BY-SA 3.0, via Wikimedia Commons
Abb. 1 Claus JÖNSSON (1930)

Der deutsche Physiker Claus JÖNSSON (1930) führte 1957 bei MÖLLENSTEDT als Doktorarbeit Experimente zur Interferenz von Elektronen am Doppelspalt und an Mehrfachspalten durch. Trotz der enormen technischen Schwierigkeiten beim Aufbau und der Durchführung des  Experiments gelang JÖNSSON der Nachweis von Interferenzmustern auf einem Schirm hinter dem Doppelspalt. Damit war mit einem adäquaten Experiment gezeigt, dass ein Elektron auch Welleneigenschaften zeigt.

 

Interferenz von Quantenobjekten außerhalb von Materie

Quantenobjekte zeigen nach dem Durchgang durch ein elektrisches Biprisma oder einen Doppelspalt Interferenzerscheinungen.

Dieses Phänomen wird bei den Experimenten von MÖLLENSTEDT und DÜKER bzw. von JÖNSSON deutlich.