Reflexionswahrscheinlichkeit – Wahrscheinlichkeit von Reflexion und Transmission

Wenn wir uns eine einzelne Messung anschauen, können wir keine genaue Vorhersage über das Messergebnis treffen. Wir können nur eine Wahrscheinlichkeit angeben, nämlich 50% für Weiß (□), und 50% für Schwarz (■). Wir sehen im Bild 64 Messergebnisse für 64 Photonen am Strahlteilerwürfel. Wenn wir von einer 50- zu 50 prozentigen Wahrscheinlichkeit ausgehen, können wir dann auch sagen, dass wir 32 schwarze und 32 weiße Felder haben? Zählen wir nach. Wir erhalten die Anzahl N(schwarz) gleich 31 schwarze Felder und N(weiss) gleich 33 weiße Felder. Es treten zufällige Fluktuationen auf, die um den theoretischen Wert herum schwanken. Je mehr Messungen durchgeführt werden, desto kleiner werden die Schwankungen um den Erwartungswert 50%. Dies ist die Aussage des zentralen Grenzwertsatzes. P(experimentell) geht gegen P(theoretisch) für N nach unendlich.

Für unsere Beobachtungen im Alltag bedeutet das, dass wir zu viele Photonen gleichzeitig sehen. Daher fluktuiert für unsere Augen die Intensität nicht und wir können den Zufall nicht sehen. Erst im Quantenoptiklabor beim Experiment mit einzelnen Photonen kann dieser fundamentale Zufall nachgewiesen werden.