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Mit dem Doppelspaltexperiment falsifzierte T. Young 1802 etwas vorschnell die damals vorherrschende Hypothese von I. Newton, wonach Licht aus Korpuskeln besteht, was der "Wellentheorie" Auftrieb gab. Erst A. Einsteins Arbeiten zum Photoelektrischen Effekt brachten 1905 die Teilchenhypothese wieder ins Spiel. Das Experiment ist ist reproduzierbar, aber wofür es gut ist, ist eine andere Frage. Es hat die Quantenphysik "motiviert".
Beim Doppelspaltexperiment lässt man kohärente Strahlen durch zwei schmale, parallele Spalte treten. Auf einem Beobachtungsschirm zeigt sich ein Interferenzmuster, das durch Beugung der Wellenausbreitung am Doppelspalt interpretiert werden kann. Bei monochromatischem Licht (z. B. von einem Laser) besteht dieses Muster auf dem Schirm aus hellen Streifen (Maxima) und dunklen Streifen (Minima). Das Interferenzmuster entsteht nur, wenn die Wellenlänge kleiner als der Abstand der beiden Spalte ist.
Es gibt mithin Phänomene, die sich mit der Unterscheidung "Körper/Welle" nicht beschreiben lassen, was zur These einer Komplementarität geführt hat, wozu aber ein entsprechendes Objekt erfunden werden musste, das seine Eigenschaft der Beobachtung anpasst: Welle-Teilchen-Dualismus.
Die Vorgeschichte der Entdeckung des Welle-Teilchen-Dualismus bei elektromagnetischer Strahlung reicht ins 17. Jahrhundert zurück, als die Gesetze der geometrischen Optik für Reflexion und Brechung von Lichtstrahlen näher erforscht wurden. Dabei entstanden zwei konkurrierende Theorien:
C. Huygens (1629–1695) konnte die optischen Gesetze mithilfe der Wellenvorstellung deuten und gilt deshalb als Begründer der Wellenoptik. Das von ihm entwickelte huygenssche Prinzip wird heute noch unverändert angewendet.
I. Newton (1643–1727) deutete dieselben Gesetze mithilfe der Korpuskelvorstellung, nach der das Licht einen Strom schneller leichter Teilchen darstellt.
Beide Theorien stimmten mit den damaligen Beobachtungen gleich gut überein, obwohl ihre Ausgangspunkte unvereinbar erschienen. In Ermangelung experimenteller Möglichkeiten der Unterscheidung setzte sich, vor allem dank der größeren Autorität Newtons, zunächst die Korpuskeltheorie durch.
Doch 1802 wies T. Young den Wellencharakter des Lichts nach. Young demonstrierte mit dem Doppelspaltexperiment, dass Licht sich durch Interferenz auslöschen kann, was für Teilchenstrahlen undenkbar ist. Allgemein anerkannt wurde die Wellennatur des Lichts erst spät im 19. Jahrhundert, nachdem weitere Entdeckungen gemacht worden waren, die nicht zur Korpuskeltheorie passten: Polarisation (François Arago u. a.), Beugung (theoretische Vorhersage durch Augustin Jean Fresnel, u. a. experimenteller Nachweis des Poisson-Flecks durch Arago 1821), geringere Fortpflanzungsgeschwindigkeit in optisch dichteren Medien (Léon Foucault 1853), der Zusammenhang von Lichtgeschwindigkeit und Elektrodynamik (James C. Maxwell 1867) und die elektromagnetischen Wellen (Heinrich Hertz 1886).