Würzburger Quantenphysik- Konzept

G63 Detektor

Photomultiplier  Strahlteiler

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Gerät zum Nachweis und zum Zählen einzelner Teilchen.

Während einzelne Atome durch die von ihnen ausgesandte Fluoreszenz-Strahlung mit annähernd 100%-iger Wahrscheinlichkeit nachgewiesen werden können, gelingt dies bei Photonen-Detektoren auch heute noch nicht mit 100%-iger Wahrscheinlichkeit, d.h. der Experimentator muss damit rechnen, dass der Detektor einzelne Photonen übersieht oder auch zusätzliche Signale liefert, die nicht von Photonen stammen, z.B. vom thermischen Rauschen.

Wird ein Detektor statt mit einem Zählgerät mit einem Lautsprecher verbunden, dann kann man jedes Zählereignis, idealerweise also jeden Teilchen-Nachweis, durch ein Klicken im Lautsprecher hörbar machen.

Photonen-Detektoren beruhen häufig auf Photomultipliern. Dabei löst das einfallende Photon auf einer geeigneten Photokathode ein Elektron aus, das im elektrischen Feld einer Elektroden-Anordnung beschleunigt wird, so dass es beim Aufprall auf eine nachfolgende Elektrode weitere Elektronen herausschlägt, die wiederum beschleunigt werden, usw.  Nach und nach entsteht so aus einem einzelnen durch Photoeffekt ausgelösten Elektron eine Ladungslawine, die elektronisch verstärkt und registriert wird.

Modernere Photodetektoren beruhen auf Halbleiter-Dioden insbesondere auf Halbleiter-Avalanche-Dioden, die eine höhere Nachweiswahrscheinlichkeit aufweisen. Solche Detektoren arbeiten bis in den Infrarot-Bereich hinein.

Höherenergetische Photonen können mit den klassischen Nachweisgeräten der Kernphysik nachgewiesen und gezählt werden, z.B. mit einem Szintillationszähler, notfalls sogar - wie in der Urzeit der Kernphysik - mit einem geeignet konstruierten Zählrohr.

Schließt man zwei Detektoren mit einer Koinzidenz-Elektronik zusammen, kann man Teilchenzwillinge nachweisen. Das ist eine Elektronik, die nur dann ein nicht verschwindendes Ausgangssignal liefert, wenn an beiden (oder mehr) Eingängen ein positives Signal eintrifft.