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Alt 20.09.16, 20:46
Ich Ich ist offline
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Standard AW: Frage zu Stern-Gerlach

So, jetzt habe ich das Video mal angeschaut.
Gwunderi, Susskind beschreibt hier nicht den Stern-Gerlach Versuch.
Was Susskind macht: Er misst den Spin, indem er ihn festlegt. Wenn er das Feld um 180° dreht, dann dreht sich am Ende der Spin ebenfalls und zeigt in die entgegengesetzte Richtung.
Beim Stern-Gerlach Versuch dagegen wird der Spin nur gemessen. Damit ist auch eine Festlegung verbunden, der Spin muss sich nämlich "entscheiden", ob er in Messrichtung zeigt oder entgegengesetzt dazu. Andere Orientierungen kollabieren unter der Messung und werden zu einer dieser beiden.
Aber das war's auch schon, abgesehen von dieser Notwendigkeit lässt der Versuch den Spin in Ruhe.
Das Messprinzip dahinter ist ein anderes: Man konstruiert ein inhomogenes Magnetfeld, das den Spin nicht zwingt, sich entlang der Feldlinien auszurichten. Stattdessen wirkt eine kleine Kraft auf das Elektron, die seine Flugbahn nach oben oder unten ablenkt, je nach dessen Spin. Das zwingt den Spin aber nicht in diese Richtung. Wenn man dann den Feldgradienten dahingehend wechselt, dass die Elektronen in umgekehrter Richtung abgelenkt werden, dann passiert genau das - und sonst nichts. Der Spin wird nicht geändert, nur die Ablenkung.

Nochmal im Detail als Beispiel: wir haben viele horizontal ausgerichtete Elektronen.
Susskind misst sie, indem er sie alle nach oben ausrichtet. Ergebnis: 50% musste er ausrichten, die hatten offensichtlich nach unten gezeigt. Wenn er jetzt das Feld dreht, dann misst er natürlich, dass 100% nach oben ausgerichtet sind - und gleichzeitig richtet er alle nach unten aus. Beim erneuten Wechsel misst er also wieder 100% nach unten.
Stern-Gerlach erzeugt zwei Strahlen, einen von nach oben ausgerichteten Elektronen und einen von nach unten ausgerichteten, 50-50. Wenn man jetzt dreht, dann geht der obere Strahl nach unten und der untere nach oben, also immer noch 50-50, nur eine andere Ablenkungsrichtung. Weil die Stern-Gerlach Messung den Spin eben nicht festlegt, sondern nur misst (was nicht um die quantenmechanische Notwendigkeit herumkommt, dass der Spin entweder in Messrichtung oder entgegengesetzt zeigen muss und in keine andere Richtung).

Ge?ndert von Ich (20.09.16 um 20:49 Uhr)
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