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Die Entdeckung der Elektronenbeugung bildet das - historisch gesehen - letzte Glied in der Kette der grundlegenden Erkenntnisgewinnungsschritte über Wellen- und Teilchenaspekte bei Quantenobjekten. Es stellt gleichzeitig eine herausragende Leistung der damaligen Theoretischen Physik dar, da zunächst einmal durch de Broglie (*1892 †1987) 1924 im Rahmen seiner Dissertation (Doktorarbeit: Recherches sur la théorie des quanta) ohne vorherige experimentelle Stützung das Postulat der Welleneigenschaft von bis dahin als reine Teilchen angesehenen Objekten, wie beispielsweise dem Elektron, aufgestellt wurde. Erst drei Jahre später, also 1927, gelang Davisson und Germer dann die experimentelle Bestätigung der Überlegungen de Broglies durch den Nachweis der Beugung von Elektronen an Kristallgittern und damit der Nachweis, dass Objekten wie dem Elektron auch Welleneigenschaften zugeschrieben werden können.
Mit de Broglies experimentell bestätigter Hypothese war erreicht, dass den (in der Schule vorrangig untersuchten) Quantenobjekten Photon und Elektron prinzipiell Teilchen- wie Welleneigenschaften zugeschrieben werden können bzw. müssen, je nachdem, wie der jeweilige experimentelle Aufbau des Experiments dies verdeutlichen soll. Letztlich hat dann die Entwicklung der Grundlagen der Quantenmechanik zwischen 1925 und 1932 dazu geführt, dass man mittels Wahrscheinlichkeitsaussagen ein Zusammengehen dieser beiden sich eigentlich so sehr widersprechenden Eigenschaften (Welle-Teilchen-Dualismus) erklären kann.
Historische Einordnung der Entdeckung der Elektronenbeugung
Die Ideen de Broglies zu den "Materiewellen" (Wellencharakter von Materieteilchen, wie den Elektronen) erschienen seinem Doktorvater so kritisch, dass sich dieser bei anderen Physikern vergewisserte, ob das, was de Broglie da so schrieb, überhaupt vernünftig sei und man dafür eine Promotion aussprechen dürfe. Übrigens: Nur 5 Jahre später, 1929, erhielt de Broglie für seine theoretischen Überlegungen den Nobelpreis.
Recherchieren Sie im Internet, welchen sehr bekannten Physiker de Broglies Dokorvater Langevin damals zu Rate zog.
Im Folgenden werden wichtige Experimente und Theorien benannt, die sich auf die Teilchen- bzw. die Welleneigenschaften des Photons sowie auf die des Elektrons beziehen.
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Mitte 19. Jhdt
Welleneigenschaften des Photons (des Lichts)
Huygens'sches Prinzip
Polarisierbarkeit durch elektrische Felder (Kerr-Effekt)
Polarisierbarkeit durch magnetische Felder (Faraday-Effekt)
Teilcheneigenschaften des Photons (des Lichts)
Experiment zum Photoeffekt
Theorie zum Photoeffekt
Comptoneffekt
Teilcheneigenschaften des Elektrons
Kathodenstrahlröhre
Existenz der negativen Ladungsträger (Elektronen)
Masse der negativen Ladungsträger (Elektronen)
Ladung der negativen Ladungsträger (Elektronen) / Millikanversuch
Welleneigenschaften des Elektrons
Experiment von Davisson und Germer
Experiment von Möllenstedt und Düker
Experiment von Jönsson