Kwantummechanica

Geluidsgolven

We beginnen met golven, het meest bekende voorbeeld is misschien wel dat je een steen in het water gooit en er een ronde golfbeweging ontstaat, rondom het inslagpunt.
Een golfbeweging kun je ook schematisch weergeven, je ziet in die weergave (zie afbeelding) dat de golf van boven naar beneden beweegt en weer terug.

De uitslag vanuit het centrum naar de top heet de Amplitude, de afstand van de staart van de eerste golfbeweging naar de start van de tweede golfbeweging heet de golflengte. (de golflengte zul je later nog veel tegen komen)
De snelheid waarmee de golf zich voortplant wordt weergegeven met c en is de golflengte gedeeld door de tijd.
Dan wordt er nog vaak gesproken over de frequentie van een golf, dit is het aantal keer per seconde dat het een hele periode van trilling aflegt.

Staande golven
Dan heb je ook nog “staande golven”, deze trillen net als een gewone golf, maar blijven op hun plek, deze beweegt op en neer gezien in tijd, maar niet in ruimte.
Deze vorm van golven komen vooral voor als de golf opgesloten ligt, tussen bijvoorbeeld muren.
Een goed voorbeeld van “staande golven” is een muziekinstrument, bijvoorbeeld bij een gitaar druk je de snaar in, om een bepaalde toon aan te slaan en de frequentie blijft hierbij gelijk.
Maar natuurlijk moet de golfbeweging, het geluid in dit geval ook het oor bereiken, dit gebeurt door de lopende golven, dit gebeurt door de trillingen van de klankkast bij bijvoorbeeld een gitaar of viool.

Lichtgolven

Lichtgolven zijn anders dan geluids- en watergolven in het opzicht dat ze nergens doorheen reizen.
Geluidsgolven planten zich voor door de lucht, en watergolven door het water, maar lichtgolven planten zich voor door lege ruimte. Zo hier hebben we het eerder over gehad in het verhaaltje over de Ether, maar we kwamen er al gauw achter dat deze ether waarop lichtgolven zich voor zouden planten niet bestond.
Magnetisme was nog niet zo ver ontwikkeld, maar Door berekeningen kwam Maxwell tot de conclusie dat elektrische en magnetische velden zonder medium zich konden voortplanten. En dus zou licht weleens een elektromagnetische golf kunnen zijn.

Nu komt er een beroemd experiment, maar eerst de theorie:

Er wordt een lichtgolf uitgezonden, recht op een plaat met twee horizontale gleuven daarin. Het licht kan dus alleen door de gleuven verder reizen en wordt voor de rest geblokkeerd. Het licht valt op een gevoelige plaat, en daar ontstaat een patroon:
Een interferentiepatroon.
Interferentie betekent dat twee golven elkaar beïnvloeden, elkaar versterken of verminderen, dit patroon ziet er als volgt uit:

Wat betekent het dat er uit dit experiment een interferentiepatroon ontstaat?
Je zou gewoon twee horizontale lichte strepen verwachten.
Het antwoord ligt hem in het feit dat lichtgolven soms geen golf eigenschappen hebben, maar deeltjes eigenschappen, dit is beter bekend als de golf-deeltjes dualiteit.

• Lees meer over dit zogenaamde tweespletenexperiment