tweespletenexperiment

[always]

Waardoor is het gebied waarop de deeltjes terecht komen zoveel breder dan de twee spleten zelf.
 
Ik begrijp dat het experiment nog niet helemaal is doorgrond. Maar als je twee spleten hebt op een afstand van 1 cm en daar laat je dan telkens een foton doorheen gaan hoe krijg je dan een interferentie gebied van 10 cm (ik weet niet of afstanden realistisch zijn, maar het gaat om het idee)? Maw waardoor waaieren ze zover uit?
 
Kan het bijvoorbeeld zo zijn dat die spreiding komt doordat in het midden teveel energie blijft hangen van de vorige fotonen waardoor ze er omheen gaan? Want is het bij de meting ook zo dat de energie van de gezonden fotonen evenveel is als bij aankomst op het scherm. 
 
En wat ik me ook afvraag is dan hoeveel tijd er tussen de fotonen mag zitten om nog een interferentie patroon te houden. Stel, even overdreven gezegd, dat je elke dag 1 foton door de spleten stuurt , krijg je dan ook nog een interferentie patroon? Of is die toch afwijkend van snelle straling?

[Olof Bosma]

De richting van een EM-golf gaat verloren wanneer deze door een klein gaatje gaat. Het golffront is zijn structuur kwijt en het gat acteert als een puntbron. 
In het geval van een verticale spleet blijft de verticale richting van het licht intact, maar horizontaal vindt uitwaaiering plaats. Daardoor verspreidt het licht zich over een breed stuk en gaat interfereren met het uitgewaaierde licht uit de andere spleet.
Ook wanneer de sterkte wordt verminderd tot foton voor foton blijft het interferentiepatroon intact.

[always]

"In het geval van een verticale spleet blijft de verticale richting van het licht intact, maar horizontaal vindt uitwaaiering plaats."
 
Maar wat is de oorzaak dat het horizontaal uitwaaiert?

[Olof Bosma]

Voor rechtlijnige voortplanting van EM-golven is een zekere ruimte nodig die samenhangt met de golflengte. Wanneer zo'n golf door een te klein gat moet wordt de rechtlijnige voortplanting verstoord en gaat het gat als een nieuwe bron werken die nieuwe golven met dezelfde frequentie opwekt.
 
 

Want is het bij de meting ook zo dat de energie van de gezonden fotonen evenveel is als bij aankomst op het scherm. 
 
 

 
 
Wanneer je deze golven als deeltjes beschouwt waarvan de frequentie gelijk blijft, blijft ook de energie (per foton) gelijk.

[always]

Maar waardoor krijg je bij één spleet als je die bestraalt met elektronen, toch niet een even horizontale/brede afbeeldingspatroon als bij twee spleten? Want waarom zou het geen golf zijn bij een spleet en wel bij twee? 
Maar stel het zou wel een golf zijn wat voor patroon zou je dan krijgen?
 
En natuurlijk de hamvraag wat doet het meetapparaat als het meet? Hoe werkt dus zo'n meetapparaat? Komt daar bepaalde straling vanaf waardoor het een deeltje wordt ipv een golf?

[Olof Bosma]

Maar waardoor krijg je bij één spleet als je die bestraalt met elektronen, toch niet een even horizontale/brede afbeeldingspatroon als bij twee spleten? Want waarom zou het geen golf zijn bij een spleet en wel bij twee? 
Maar stel het zou wel een golf zijn wat voor patroon zou je dan krijgen?
 

 
Bij één verticale spleet krijg je ook brede horizontale uitwaaiering, alleen ontstaat er dan geen interferentiepatroon. Ook er is bij één spleet sprake van deeltjes, want dat heeft niets met de spleet te maken.
 

En natuurlijk de hamvraag wat doet het meetapparaat als het meet? Hoe werkt dus zo'n meetapparaat? Komt daar bepaalde straling vanaf waardoor het een deeltje wordt ipv een golf?

 
Iedere EM-golf kan ook als een deeltje worden beschouwd. De energie die het deeltje vertegenwoordigt is evenredig met de frequentie van de EM-golf.
Bij lage frequenties zoals radiogolven is de energie zo laag dat deze straling niet als deeltjes waarneembaar is. Maar bij hogere frequenties (zoals bv. licht) neemt de energie per deeltje toe en vallen de deeltjeseigenschappen steeds meer op.
Waarom EM-golven en deeltjes één en hetzelfde zijn, zou ik niet weten. Ik denk dat geen mens dat weet.

[always]

Mijn laatste vraag ging eigenlijk meer over het meetapparaat zelf, als men wil weten door welke spleet het deeltje ging. Als men het apparaat aanzet gedraagt het zich als een deeltje maar als het apparaat uit staat is het een golf. Hoe kan dat? Wat is het verschil tussen een apparaat dat aan staat en een apparaat dat uit staat? Elektrische stroom van dat apparaat lijkt me dan....? Maar kan elektrische stroom een golffunctie laten instorten zodat het zich als deeltje gedraagt?

[Olof Bosma]

Het is niet mogelijk vast te stellen door welke spleet een deeltje ging. Zodra je dat probeert te meten verdwijnt het interferentiepatroon.
Het aan- en uitzetten van een meetapparaat heeft geen invloed op het deeltjes/golf karakter van de straling. Als je een apparaat hebt dat instaat is deeltjes te meten (bv. op basis van het foto-elektrisch effect) dan zul je bij straling deeltjes vaststellen. Heb je een detector die EM-golven detecteert (bv. door menging met een andere frequentie in een niet-lineair circuit), dan zul je EM-golven vaststellen. Straling is het 'gewoon' allebei.

[Moab]

? Maar kan elektrische stroom een golffunctie laten instorten zodat het zich als deeltje gedraagt?

Elektrische stroom zijn elektronen in welbepaalde beweging , en we weten dat elektronen met fotonen in wisselwerking kunnen treden.
.
.

[always]

"Het aan- en uitzetten van een meetapparaat heeft geen invloed op het deeltjes/golf karakter van de straling. "
 
Ik weet niet of het onderstaand filmpje klopt, maar daar wordt wel gezegd dat het aan of uit zetten bepaald of het een deeljte of golfje wordt:
 

[Olof Bosma]

Het filmpje laat zien dat het al of niet detecteren van de passage van een foton tot gevolg heeft dat er resp. geen of wel een interferentiepatroon ontstaat. Zie ook mijn opmerking in #8.
Er ontstaat echter ook een referentiepatroon wanneer fotonen een voor een worden afgeschoten, dus wanneer er duidelijk sprake is van deeltjes. Het al of niet verschijnen van een referentiepatroon heeft dus niets te maken of je de straling als EM-golven beschouwt of als deeltjes. Het in- en uitschakelen van de detectieapparatuur heeft dus geen invloed op de straling (deeltjes of golven), maar op het al of niet verschijnen van het interferentiepatroon.
Je kunt je hier natuurlijk niets bij voorstellen, maar het ziet er naar uit dat een enkel foton door beide spleten tegelijk gaat en vervolgens een interferentiepatroon veroorzaakt. Op het moment echter dat wordt gemeten of het foton door een spleet gaat, gaat het maar door één speet en is het interferentiepatroon weg.

[Professor Puntje]

Stel dat het detectieapparaat wel meet, maar dit meetresultaat direct weer wist voordat het foton op het scherm aankomt...

[Olof Bosma]

Aangezien dit soort verschijnselen niet te doorgronden zijn, is het riskant om er over te redeneren.
Gevoelsmatig denk ik dat de meting zelf de situatie verandert. Dus ook al gooi je meteen het meetresultaat weg (hoe doe je dat eigenlijk?), het interferentiepatroon blijft weg. Daarbij komt dat er vanuit het foton gezien geen tijd verstrijkt tussen de passage van de spleet en de aankomst op de wand. Wanneer moet dan de informatie worden vernietigd? 

[always]

"Er ontstaat echter ook een referentiepatroon wanneer fotonen een voor een worden afgeschoten, dus wanneer er duidelijk sprake is van deeltjes"
 
Maar wat noopt tot de conclusie dat als iets een voor een wordt afgeschoten er sprake is van deeltjes? Kunnen golfjes dan niet een voor een worden afgeschoten?
 
#8 "Heb je een detector die EM-golven detecteert (bv. door menging met een andere frequentie in een niet-lineair circuit), dan zul je EM-golven vaststellen."
Maar wil je daarmee zeggen dat ook al meet je dus golven met zo'n apparaat er toch geen interferentiepatroon optreedt omdat je een meting hebt gedaan?

[Olof Bosma]

Maar wat noopt tot de conclusie dat als iets een voor een wordt afgeschoten er sprake is van deeltjes? Kunnen golfjes dan niet een voor een worden afgeschoten?
 

 
Het blijft lastig om over deze zaken te redeneren. Laat ik het zo zeggen: ik kan er vrede mee hebben dat wanneer je losse fotonen afschiet met ieder een vaste impuls, je kunt spreken van deeltjes.
Dat het ook nog golfjes blijken te zijn, ik snap er niets van, maar dat is dan maar zo.
 

#8 "Heb je een detector die EM-golven detecteert (bv. door menging met een andere frequentie in een niet-lineair circuit), dan zul je EM-golven vaststellen."
Maar wil je daarmee zeggen dat ook al meet je dus golven met zo'n apparaat er toch geen interferentiepatroon optreedt omdat je een meting hebt gedaan?

 
Hier lijkt me verwarring over 'meten'. Met mijn voorstelling van zaken bedoel ik: 'meten van de aanwezigheid van straling'. Deze wijze van meten 'bewijst' dan dat het EM-golven zijn. De meting die het interferentiepatroon verstoort is een andere; dat is de meting om vast te stellen door welke spleet het foton is gegaan.
Aangezien deze meting alleen zinvol is in het geval van separate fotonen, is er nu sprake van het meten van deeltjes.