Das Einzelschlitzexperiment

Single Slit Experiment

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"Unbeschadet seiner empirischen Realität, behält dieses Dasein seine transzendentale Idealität"

arthur schopenhauer

 

 

10.01.2020 n.Chr.

Gestern war der ganze Tag und später noch die Nacht dem single-Slit-Experiment (SSE) gewidmet, und den Überlegungen, was denn nun überhaupt es ist, was uns da "blau" oder "grün" oder als weißes "Licht" vorkommt, und wie ich das Konzept "Wellen" am Sinnvollsten begreifen und mir deutlich machen kann. Leider kann ich jetzt mal nicht so eben nebenbei auf die schnelle recherchieren, und nebenbei schreiben, daher ich erstmal von ein paar Dingen so ausgehen muß, die sie noch aus der "Schule" hängen geblieben sind, oder allgemein kolportiert werden.

Es begann alles damit, dass ich mich dann endlich aufraffte, und mir 2, allerdings leicht gebraucht, Cutter-Klingen nahm, im Schraubstock nebeneinander platzierte, und dann solange herumnestelte, bis sich ein unten fast geschlossener und ob schon einigermaßen sichtbarer Spalt einstellte. Eine ganz leichte V-Form des Spaltes also.
Hier also der grobe Aufbau, und was man hier nun genau sieht, ist, dass man den Spalt sogar bis um die 50° gegenüber dem Strahl des Lasers verdrehen kann, doch aber das Diffraktionsmuster (DM) erstaunlich stabil bei seiner Form bleibt. Damit wollte ich für mich herausfinden, ob das ein sogenanntes "Kantenbrechungsphänomen" sein könnte, was es aber auf keinen Fall sein konnte, nachdem auch eine 50° Drehung der Klingen nichts am Muster änderte. Auch kann man die Klingen gegeneinander leicht verbiegen (die eine nach vorn, die andere nach hinten), und auch das, in gewissem Rahmen, keinen großen Einfluß auf das DM hat. Ich hatte es so nicht eingeschätzt, wie stabil doch das DM ist.

 

 

 

 

Ich konnte nie lange und ausgiebig testen, da der Laser schnell überhitzt, und ich mir deswegen nochmal einen einfachen Laser bei Ebay bestellt habe, mit dem ich ausgiebig testen kann. So mußte ich immer schnell gucken, ob die Kamera den Fokus auch findet, ob's mit oder ohne Blitz sein muß, um überhaupt was zu sehen, dann mußte der Laser, der ja lose herumlag, auch erstmal wieder nach dem Einschalten auch erstmal wieder auf den Schlitz ausgerichtet werden, wo auch wieder ein paar Sekunden drauf gingen, und immer die Zeit im Nacken, mit der Befürchtung, dass mir der Laser kaputt geht.
Also so richtig ausgiebige Tests waren noch nicht drin. Doch wenn dann der neue Laser kommt, dann nehme ich auch neue Klingen (vielleicht), weil man an dem DM tatsächlich auch sehen kann, dass die Klingen leicht gebraucht waren

 


Ich hatte den Laser nicht als Punkt strahlen lassen, sondern als etwa 13x10 mm großes Rechteck, daher es hier nicht nach dem typischen DM aussieht. Doch kann man gut sehen, dass nach unten hin, wo der Spalt kleiner wird, das DM "breiter" wird. Also je kleiner der Spalt, desto weniger dieser "Diffraktionslinien" erhält man.

Schließlich hatte ich dann mal zum Test den Laser 3 Meter weit weg positioniert, und das Ergebnis war auch nicht anders. Es ist absolut erstaunlich, wie stabil eigentlich das DM ist, wenn man bedenkt, dass man mit der Lichtquelle weit entfernt, oder ganz nahe am Einzelspalt haben kann, der Spalt verdreht sein kann, die "Leinwand" näher dran, weiter weg, alles nicht wirklich Einflußnehmend.

Und während ich am Basteln war, hatte auch armin gestern sein Equipment fertig gemacht, um sein SSE dokumentieren zu können. Man kann hier den Laser sehen, und 2 neue, wie ich denke, Cutter-Klingen.

 

 

 

 

Das professionelle Equipment für die Aufnahme ...

 

 

 

 

 

Und mit diesem Setup erhielt armin das typische "'Bilderbuch"-DM

 

Und hier eine Zusammenfassung von armin - super gemacht !

 

Wer mal von dem Laser die Linse abgeschraubt hat, und den reinen Halbleiter-Laser hat gegen die Wand gerichtet, der wird feststellen, dass so ein Halbleiter-Laser aus ~ 5 länglichen Bändern besteht.
Ich sage das hier nurmal vorsorglich, weil ich das Gefühl habe, dass es noch bedeutsam werden kann. Denn ihr sehr in der obigen Aufnahme eine streifenartige Struktur. Woher die kommen sollte, muß man schauen. Gut, dass armin so hochauflösende Bilder gemacht hat, denn diese Details sind es, welche wichtig sind. Die Geschichte mit dem Bogen (unterstes DM) habe ich noch nicht verstanden, aber heißt ja nicht mehr als 600 gr. Salz im Jahr, aber nicht alles an einem Tag ...

Was mir beim "live Testen gestern auffiel, und das ist auf armins Aufnahmen gut zu sehen, ist, dass, auch wenn ich mit meiner "Leinwand" immer näher zum Spalt rücke, das DM sich gleich bleibt, nur halt kleiner und kleiner wird, und selbst in einem 45°  Winkel vom Spalt aus zu den äußersten noch sichtbaren Enden des DM sich die ganze Struktur erhält, und es keine "Lichtenfallswinkel-Komponente" zu geben scheint.

 

Wie gesagt, aber nicht alles Salz an einem Tag.
 

 

Doch jetzt, in Kürze, an's Eingemachte.
Nämlich, wir teilen ja das Licht, die verschiedenen Farben in Wellenlängen ein. Hier wird es jetzt wichtig, den Faden nicht zu verlieren, weil es so schrecklich banal klingt, es aber alles andere, als banal ist.
Hier könnt ihr das gut rechnen und sehen. "Gelb" zum Beispiel, also die Farbe Gelb

 

 

 

 

 

 

Wir sind das Ganze so gewohnt, so konditioniert, das wir, so glaube ich, hier einfach den Elephant im Wohnzimmer nicht bemerken. Ich lag garantiert 4 Stunden wach allein nur mit den gedanklichen Modell von "Schwingungen", und "wie oft in einer Sekunde", wie auch, was es mir sagen will, wenn ich diesen so scheinbar einfachen, so scheinbar erklärenden Termini rede.
Und je mehr ich nachdachte, desto mysteriöser wurde es.

Wir fangen mal einfach an.
Meine Schwingungsquelle ist blau. Da sagt die Physik: "ja, das sind um die 470 Billionen Schwingungen pro Sekunde". Oder:
meine Schwingungsquelle ist rot. Da sagt die Physik: "ja, das sind bis zu 700 Billionen Schwingungen pro Sekunde".

 


Ja supi, 470 Billionen bis 700 Billionen "Schwingungen" meiner Quelle.
Ist diese "Welle an sich", mit etwa 470 Thz dann an sich "gelb" ?
Ist diese "Welle an sich", mit etwa 700 Thz dann an sich "rot" ?
"Gibt" es somit eine "gelbe Welle", eine "rote Welle" ?
Und wenn ich dann meinetwegen bei 900 oder 1000 Billionen "Schwingungen pro Sekunde" bin, dann habe ich es nicht mehr mit Licht, sondern mit Warme zu tun. Die Frage ist also jetzt, wenn ich das sichtbare "Licht" so gaaaanz langsam aus dem Spektrum nach unten oder oben verlasse, was ändert sich ?

Es ändert sich die Zahl.

Doch die Zahl von was ?
Was ist es denn, was da "schwingt" ?
Und ist es überhaupt von Bedeutung "was da schwingt", wenn die Zahl die Qualität ausmacht ?
Ist es nicht vielmehr so, dass wir dasjenige "was da schwingt", der Logik nach ! zwingend auffassen müssen als "Anwesenheit von "Etwas" (1)" relativ zur "Abwesenheit von "Etwas" (0)" ?

Was soll es denn sein "was schwingt", und welche Bedeutung sollte es überhaupt haben, wenn doch die Zahl, respektive, der alternierende Wert der Zahl alles macht, was wir Qualität nennen ?
Und ist dann letztlich nicht auch "Helligkeit" ein reines !! Zahlenphänomen ?

 

Man merkt, dass man hier relativ nahe bei john archibald wheelers "it from bit" ist, doch es überhaupt kein DQCEE brauchte, um dahin zu gelangen.
So, vorläufiger Abschluss für heute, Kaffee ist alle.

 

 

 

 

 

 

 



Hier einmal eine 37 Sekunden-Aufnahme von meinem hausgemachten SSE

 

Single Slit Experiment with 2x 9mm Boxcutter Blades, mit 2 Cutter-Klingen - Diffraction Pattern