EXP:Quantenradierer
Der Quantenradierer ist ein zentrales Experiment der Quantenmechanik, mit dem der Welle-Teilchen-Dualismus besonder gut verdeutlicht werden kann. In diesem Fall handelt es sich um ein Analogieexperiment, da eine kontinuierliche Lichtquelle verwendet wird.
Benötigtes Material
- Breadboard
- Laser
- 2x Polarisationsfilter
- Linse
- 2x Spiegel
- λ/2-Plättchen
- 2x Strahlteiler
- 2x Schirme
- Stage
Versuchsaufbau
- Schritt 1
- Zunächst wird ein Mach-Zehnder-Interferometer aus Laser, 2 Spiegeln, 2 Strahlteilern und 2 Schirmen aufgebaut. Dabei wird einer der Spiegel auf eine Stage gebaut, damit er minimal verschoben werden kann, um ein besseres Interferenzbild zu erhalten.
- Schritt 2
- Die Laserstrahlen werden mit Hilfe der Spiegel so ausgerichtet, dass sie sowohl dicht hinter dem Strahlteiler als auch weit entfernt (z.B. an einer Wand) überlappen.
- Schritt 3
- Um Interferenzringe zu sehen, wird hinter dem Laser eine Linse eingebaut, die den Laserstrahl aufweitet.
- Schritt 4
- Zwischen Laser und Linse wird ein Polarisationsfilter eingebaut, um sicherzustellen, dass nur polarisiertes Licht verwendet wird. Um kein Interferenzbild mehr zu erhalten, wird in einen der Interferometerarme ein λ/2-Plättchen eingebaut. Um anschließend das Interferenzbild wieder herzustellen, wird vor dem Schirm ein weiterer Polarisationsfilter hinzugefügt.
Auswertung
Hier sollen Diagramme, Werte und eine Fehlerabschätzung zum Experiment hin.
Die Bilder sind sehr schön geworden und auch grün. Außerdem ist auch ein Muster erkennbar. Stefans Finger sieht man nicht mehr :(
Mögliche Probleme und ihre Lösungen
Um ein gutes Ergebnis zu erhalten, muss der Versuch sehr genau aufgebaut werden. Der Gang des Laserlichts ist unter Umständen schwer einstellbar. Deshalb sollte die Höhe des Laserstrahls nach jedem Bauteil kontrolliert werden. Zudem müssen die Weglängen der beiden Strahlengänge sehr genau übereinstimmen. Dies kann bewerkstelligt werden, indem ein Arm des Interferrometers variabel installiert wird. Dazu eignen sich z.B Bauteile wie eine manual linear Stage.
Diskussion
- Vor- und Nachteile des Analogieexperiments
Hier diskutieren wir :)
- Vergleich klassisch und quantenmechanisch
Sicherheitshinweise
Laserschutz Laser der Klassen 1M, 2, 2M, 3A (insb. Laserpointer)
Fotos
Literatur
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