Teilchen und Wellen
Was ist Streuung?
Streuung spielte in zwei Rätseln eine wichtige Rolle und veranschaulichte zwei unterschiedliche Arten.
In einem Rätsel musste anhand einer Tabelle die Anzahl der Schlitze ermittelt werden, um die Wasserwellenstreuung zu veranschaulichen. Streuung von Wellen ist das physikalische Prinzip, das Delfine und Fledermäuse bei der Echoortung nutzen: Schallwellen werden je nach Objekt reflektiert und abgelenkt, und aus diesen Mustern erkennen die Tiere Form und Abstand. Auch Sonargeräte – etwa in U-Booten – nutzen Streuung, um ihre Umgebung zu kartieren. Im Wasserbecken verriet das Interferenzmuster, dass die Wellen durch zwei Spalte gelaufen waren. Genau solche Muster zeigen auch Quantenobjekte wie Photonen, Elektronen oder Atome im berühmten Doppelspaltexperiment.
Im zweiten Rätsel wurde klassische Teilchenstreuung verwendet, um die Form eines verdeckten Hindernisses unter einer Scheibe aufzudecken, indem Bälle darauf geworfen und ihr Streumuster beobachtet wurde. So untersuchen Forschende zum Beispiel auch Kristallstrukturen. Streuung erklärt zudem, warum der Himmel blau ist und Sonnenuntergänge rot: Licht verschiedener Wellenlängen wird unterschiedlich abgelenkt. Untersuchungen mit Elektronen und Photonen zeigen schliesslich, dass Quanten sowohl wellen- als auch teilchenartig streuen können – die „Welle-Teilchen-Dualität“.
