Interferenz von Photonen

Interferenz von Licht am Doppelspalt

Schickt man kohärentes Licht durch einen Doppelspalt und bringt man dahinter einen Schirm an, so kann man auf dem Schirm ein typisches Interferenzmuster beobachten (Bild 1). Die Lage der Interferenzstreifen auf einem Schirm hängt vom Spaltabstand, von der Wellenlänge und vom Abstand Doppelspalt-Schirm ab. Es gilt:

$\begin{array}{l}\text{Maxima: sin}{\alpha }_{\text{k}}=\frac{k\cdot \lambda }{b}=\frac{s_k}{e}\text{(}k=\mathrm{0,}\pm \mathrm{1,}\pm \mathrm{2,}\mathrm{...})\\ \text{Minima: sin}{\alpha }_{\text{k}}=\frac{k\cdot \lambda }{2b}=\frac{s_k}{e}\text{(}k=\pm \mathrm{1,}\pm \mathrm{3,}\mathrm{...})\\ \lambda \text{Wellenlänge}\\ b\text{Abstand der Spalte}\\ e\text{Abstand Spalte-Schirm}\\ s_{\text{k}}\text{Abstand des}k\text{-ten Maximums bzw}\text{.}\\ \text{Minimums vom Maximum}\\ \text{0}\text{. Ordnung}\end{array}$

Vergrößert man die Anzahl der Photonen, dann zeigt sich: Es gibt Stellen, an denen besonders viele Photonen nachgewiesen werden können. Das sind genau die Maxima-Stellen, die man bei einem Doppelspaltversuch mit normaler Lichtintensität erhalten würde (Bild 3). Damit kann man formulieren:
Bei Doppelspaltexperimenten sind die Interferenzmaxima die Stellen, an denen nach Durchgang durch den Doppelspalt besonders viele Photonen auftreffen. Die Minima sind die Stellen, an denen besonders wenige Photonen auftreffen.
Insgesamt sind die Photonen statistisch verteilt. Die in Bild 1 dargestellt Intensitätsverteilung auf einem Schirm entspricht im Photonenmodell der Häufigkeitsverteilung der Photonen.