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1900 mag man sicherlich bereits Beobachtungen wie diese gekannt haben, die eine Erweiterung der klassischen Physik forderten, aber bis dahin sollten schon noch ein paar Jahrzehnte vergehen. Nein, die Quantenmechanik ist doch deutlich jünger. Man datiert sie gewöhnlich auf die 20er- und Beginn der 30er-Jahre: Heisenberg, Born, Dirac, Schrödinger, und etliche mehr dürften die wesentlichsten Beiträge zur Entwicklung der Theorie beigesteuert haben.

Es ist aber wahr, dass ein wichtiger Anstoss zur Entwicklung auch von Einstein gekommen war: die Erklärung des Photo-Effekts. Er konnte diesen bereits 1905 in seiner Doktorarbeit mittels Quantelung der Energie erklären, wofür er ja auch den Nobelpreis bekam. Das war wegweisend, aber noch nicht die Quantenmechanik. Ich würde ihn nicht als den Vater der Quantenmechanik bezeichnen, sondern als jemanden, der in einer sehr frühen Phase bereits die Richtung gewiesen hatte. Das trifft auf Planck auch zu; aber die eigentlichen Entwickler des Formalismus, das kam später und das waren andere (s.o.).

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Das muss Dich nicht irritieren Roy,

es ist so wie ich es schrieb (auch wenn Hawkwind mal wieder widerspricht:)).

Um die Wärmestrahlung einerseits und die Thermodynamik anderenseits zu verstehen, hatte PLANCK (richtig 1900) den Einfall, eine neue Naturkonstante h (die mit Recht seinen Namen trägt) einzuführen, welche nicht den Stoff sondern die Wirkung "atomisiert".

In den Prinzipien der Physik spielt die Wirkung eine entscheidende Rolle. Wesentlich für die klassische Physik war aber, dass die Wirkung beliebig klein sein kann.
Dieses Prinzip musste aufgegeben werden, das war die Entdeckung von PLANCK.

PLANCK war sich über die Konsequenzen, die diese Quantelung des Phasenraumes, das Abgehen vom Prinzip der Kontinuität völlig klar.
Er war daher bemüht, sein h in dem Sinne zu verstehen, h auf die dynamischen Eigenschaften der Materie zurückführen zu können.
Er wollte sein h sozusagen als integrale Größe verstehen, als Integral über die Bewegungsgleichungen der subatomaren Teilchen.

Erst EINSTEIN hat die entscheidende Wendung gemacht. EINSTEIN wusste seit 1905 und sagte es explizit immer wieder, h ist fundamentaler selbst als jede Struktur der Atome. Es ist falsch, die Frage zu stellen, wie die Struktur der Atome zum Verständnis von h führen kann.
Umgekehrt, die inneren Strukturen müssen wir verstehen auf Grund der Existens von h, h ist die letzte Größe, nicht die innere Struktur der Atome.

Das war EINSTEINs kühne Hypothese und er hat aus dieser weitreichende Konsequenzen gezogen.
Wenn dem so ist, wenn h das Entscheidende ist, dann wird h überall auftauchen, immer wenn Wirkung da ist, ist auch h da.
Es gibt keine Wirkung auf der Welt, die nicht in h gequantelt ist.
Wie die Prozesse auch immer ablaufen, h tritt als universelle Konstante auf. Immer gibt es Energiequanten und Impulsquanten, so EINSTEIN.

Dies ermöglichte EINSTEIN eine große Menge von Voraussagen für die Photochemie, die Festkörperphysik usw. und führte ihn schließlich zur Begründung der Quantentheorie des Lichtes (in Wahrheit der Quantenelektrodynamik) und der QM an sich.

Die Beiträge EINSTEINs zur QM sind so umfangreich, das ich sie hier im einzelnen nicht aufzählen kann.

Eine bezeichnende Anekdote noch zum Abschluss:

Mit der Bose-Einstein-Statistik wurde u.a. die Supralfluidität von EINSTEIN vorhergesagt.

EINSTEIN bekam von BOSE, einem indischen Physiker, mit der Bitte um Prüfung eine Arbeit zugeschickt.
In dieser berechnete BOSE ein Abzählverfahren durch das Einsteins Statistik über Lichtquanten mathematisch begründet wurde.
EINSTEIN war von Boses Arbeit begeistert, erkannte aber, das Boses Mathematik eine physikalische Beschränkung hatte.
Gegen Boses Ansicht war es für dessen Statistik nicht wesentlich, das die Teilchen Lichtquanten sind.
Boses Abzählverfahren musste auch für Teilchen mit Ruhemasse (bei entsprechender Änderung des mathematischen Formalismus) anwendbar sein.
Dies war nach EINSTEIN ein allgemeines physikalisches Prinzip.

Man konnte die NEUE Bose-Einstein-Statistk nun auf alle Teilchen der Materie anwenden.
EINSTEIN konnte mit dieser Statistk zeigen, das u.a. auch bei Teilchen mit Ruhemasse Interferenzen auftreten müssen.
Dies hatte DE BROGLIE, unabhängig von EINSTEIN, mit seiner Hypothese der Materiewellen auch postuliert.

EINSTEIN erntete von PLANCK eine Kritik an dieser Statistik:

PLANCK: "Aber lieber Herr Einstein, diese ganzen Sachen sind ja absolut unmöglich, denn Sie haben falsch gezählt.
Sie haben vergessen, dass, wenn Sie zwei Teilchen haben, Sie diese auch zwei mal in Anschlag bringen müssen. Ihre Statistik ist daher falsch!"

EINSTEIN: "Gerade das ist offensichtlich das Prinzip der Quantenmechanik, dass die Teilchen-Komplexionen eben nur einmal zu zählen sind, weil sie ununterscheidbar sind!"

Planck und Einstein wetteten.

PLANCK: Lieber Herr Einstein, wenn Sie Recht haben, dann gibt es nicht nur mikroskopische Effekte der Quantentheorie, sondern auch Makroeffekte, beispielsweise so etwas wie eine makroskopische Flüssigkeit ohne Zähigkeit, so dass eine suprafluide Flüssigkeit entstehen müsste, wenn wir genügend Atome und dabei genügend tiefe Temperaturen haben."

EINSTEIN: "Ja, so wird es sein."
PLANCK: "So etwas kann es nicht geben!"

Gruß EMI

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@EMI,
ja sicher kamen von Einstein auch zur Entwicklung der Quantentheorie entscheidende Beiträge.
Aber unter "Quantenmechanik" verstehe ich den Formalismus von Wellengleichungen (Schrödinger-, Dirac- etc.), Zustandsfunktionen, Heisenbergs Matrizenmechanik, Formulierung von Eigenwertproblemen, Bra- und Ket-Vektoren usw.. Da ist Einstein sicherlich nicht an 1. Stelle zu nennen.

Gruß,
Hawkwind

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Ach Hawkwind,

nicht entscheidende, der Entscheidende, nämlich das h universell gilt!



Das alles waren bedeutende Fortentwicklungen und Bereicherungn der QM, so wie zB. MINKOWSKI die SRT bereichert hat und nicht etwa dessen Vater war.

Gruß EMI

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Hey ROY,

du kannst das Video natürlich auch so wie es ist erstmal online stellen. Das ist schon ziemlich gut. Und immer, wenn du Zeit und Lust hast, überarbeitest du es etwas. Je mehr Leute es sehen, um so mehr Feedback bekommst du, und kannst dann besser beurteilen, an welchen Stellen nachgebessert werden könnte.

Grüße, AMC

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Hallo Roy,

ich finde das Video ist dir sehr gut gelungen, möglicherweise könntest du das Kapitel zum Magnetismus in der Tat ein wenig kürzer fassen.

Bin zwar kein Physikexperte, aber zwei Dinge sind mir aufgefallen,

- bei ca. 11min wandert der Stabmagnet mit Ausrichtung Süd, zum Südpol das äußeren Magnetfeldes bis auf x=0; wird das so beobachtet, ich dachte immer gleiche Pole/Ladungen stießen sich ab (so beschreibst du es ja auch in der Einleitung zum Kapitel)?

- bei ca. 12min erklärst du, dass die Teilchen des nicht präparierten Strahls in allen möglichen "Schräglagen" durch das Magnetfeld geschossen werden. Mir ist klar wie du das meinst, aber da du die Teilchen als Kugel darstellst, wird bei absoluten Laien möglicherweise die Frage aufkommen, wie runde Teilchen eine Schräglage aufzeigen können bzw. bezüglich welcher Achsen/Ebenen dies geschieht?

Ansonsten wie gesagt, klasse Arbeit!

Viele Grüße

MCD

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Die entscheinde Krönung der QM war die korrekte Berechnung der Energieniveaus des Wasserstoffatoms. Bei der Entwicklung der Methoden dazu spielte Einstein keine entscheidende Rolle.

Aber ist ja wurscht: ich mag den ollen Albert ja auch
... nur man muss ja nicht gleich übertreiben; lass noch etwas übrig für Schrödinger, Heisenberg & Co. :)

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Hi MCD,

ja klar, gleiche Pole/Ladungen stoßen sich ab. Daher auch Nord und Nord. Da hier die Feldlinien enger liegen, hier das Magnetfeld also stärker ist, ist die Nord-Nord Abstoßung stärker als die Süd-Süd Abstoßung, und der Magnet bewegt sich daher zum Südpol. Da hast du wohl ein wenig flüchtig hingeschaut ;)

Grüße, AMC

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Interessant, dass du diese Frage stellst. Der Grund dafür, dass ich den Abschnitt mit dem Stabmagneten im äußeren Magnetfeld so lang und umfangreich gestaltet habe, war nämlich, Fragen wie diese zu beantworten. Was mir offensichtlich nicht gut gelungen ist. :)

Du hast recht. Die beiden Südpole stoßen sich natürlich ab, aber die beiden Nordpole machen das ja auch. Und da die Feldstärke am Nordpol des äußeren Feldes grösser als an seinem Südpol ist, ist die Abstoßung durch den Nordpol stärker als die Abstoßung durch den Südpol. Und daraus resultiert eine Kraft, die den Stabmagneten zum Südpol bewegt. Der Nordpol "gewinnt" also diesen Kräftevergleich.

Deswegen habe ich Stabmagneten genommen und sie als erstes durch den Messaufbau geschickt. Aber es stimmt schon, das ist etwas unanschaulich. Ich hätte Kugeln mit Magnetfeldern nehmen müssen, um ihr zugehöriges magnetisches Moment klarer zu zeigen. Aber leider ist das graphisch nicht vernünftig machbar gewesen. Viele kleine Kugeln mit ihren Magnetfeldern durch ein äußeres Magnetfeld zu schicken, bewirkt leider, dass man überhaupt nichts mehr erkennt. Deshalb hab ich mich für kleiner Stabmagneten entschieden. Die sollen sozusagen eine bildliche Entsprechung für magnetische Momente darstellen.

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Hallo AMC, Hallo ROY,

au ja, in der Tat, das habe ich wohl missgedeutet:o, danke!

Viele Grüße

MCD