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Quantenmechanik, Relativitätstheorie und der ganze Rest. Wenn Sie Themen diskutieren wollen, die mehr als Schulkenntnisse voraussetzen, sind Sie hier richtig. Keine Angst, ein Physikstudium ist nicht Voraussetzung, aber man sollte sich schon eingehender mit Physik beschäftigt haben. |
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#11
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AW: Elektron als Teilchen und Welle
Hallo JGC!
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Können das die realistischen Zusammenhänge sein? Grüße Llano |
#12
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AW: Elektron als Teilchen und Welle
@llano
Zitat:
@quick Zitat:
Man wollte sich nur einen Überblick verschaffen, SRT, mit Müh und Not halbwegs verstanden, ART, oha, plötzlich QT und alles wackelt wieder, und richtig hilfreich ist die Astronomie dann auch nicht mehr (dunkle Materie, Energie, Gefühle ...) Manchmal denke ich, dass es an meinen Unzulänglichkeiten in Mathematik liegt (hätte ich bloß besser in der Schule aufgepasst ), hab mal gelesen, dass möglicherweise die Erklärungen, die wir suchen, nur in der Sprache der Mathematik wird beschrieben und verstanden werden können, in diesem Fall spielte es keine Rolle mehr, als was wir uns ein Elektron vorstellen ob substantiell oder nicht. Aber das wäre schade, die meisten Menschen würden in diesem Falle nie ihre Welt verstehen können. |
#13
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AW: Elektron als Teilchen und Welle
Hallo Llano,
großes Missgeschick! den Satz "Ich frage mich ernsthaft, ob man auf bei Materieteilchen auf die Vorstellung einer Welle nicht verzichten kann." habe ich leider "verschlimmbessert".Es sollte eigentlich heissen: Ich frage mich ernsthaft, ob man bei Materieteilchen auf die Vorstellung einer Welle verzichten kann. Ein Photon ist für mich kein Materieteilchen, obwohl ihm ebenfalls ein Impuls zugeschrieben werden kann. Photonen scheinen irgendwie ein Spezialfall zu sein, wenn man daran denkt, dass die Verschränkung bei diesen über kilometerweite Distanzen aufrechterhalten werden kann. Deshalb möchte ich sie bei meinen Überlegungen zunächst ausklammern. Du hast das Problem wohl schon erkannt mit der Bemerkung Zitat:
Wichtig dabei wäre aber, dass die Elektronen im jeweiligen Spalt gequantelt Energie abgeben können,-sich also am Spaltausgang in unterschiedlichen, aber abzählbaren , Quantenzuständen befinden. In Richtung des Hauptstrahls wird man auf dem Schirm/Detektor nur Elektronen mit der Geschwindigkeit vor dem Spaltdurchgang oder einer geringeren finden. Bezüglich des Zustandekommens der Nebenmaxima habe ich die Vorstellung, dass ein Elektron in einem dieser abzählbaren Quantenzustände am Spaltausgang über sein elektromagnetisches Feld auf beide Spalte einwirkt und unter eventuell weiterer definierter Energieabgabe eine definierte Ablenkung erfährt. D.h. das Elektron als Materieteilchen muß bei dieser Vorstellung keine wie auch immer geartete Welleneigenschaft besitzen oder gar entsprechend der Anzahl von Maxima geteilt werden. Dies bedeutet weiterhin, das unsere Wahrnehmung/Interpretation einer Welleneigenschaft eigentlich nur Ausdruck der gequantelten Wechselwirkungen zwischen den Teilchen und der umgebenden Materie ist. Es bedeutete weiterhin, dass in Atomen/Molekülen weit weniger schwingen/rotieren muß, als man vielleicht geneigt ist anzunehmen. Als anschaulicher Vergleich vielleicht folgendes: Ein Boot(Elektron) rast mit hoher Bugwelle(Feld) auf einen Doppelspalt zu. Kurz bevor das Boot einen Spalt passiert hat, sieht die Bugwelle aufgrund der Wechselwirkung mit dem anderen Spalt anders aus und das Boot wird abgelenkt. Bei einer anderen Geschwindigkeit ist die Wirkung der Bugwelle anders und damit auch die Ablenkung anders. Wie gesagt, mir fehlt das physikalisch/mathematische Wissen, um diese Vorstellung entsprechend bewerten zu können. mfg quick |
#14
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AW: Elektron als Teilchen und Welle
Hallo pauli,
Zitat:
Die Sprache der Mathematik als beschreibende Sprache finde ich eigentlich eine grausige Sache. Aber letztlich kannst Du recht haben, vielleicht haben wir eines Tages, wenn kein Mensch mehr die Rechnungen nachvollziehen kann , im Extremfall gefälligst nur noch zu akzeptieren, was uns Quantencomputer berechnen und multimedial vorführen. mfg quick |
#15
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AW: Elektron als Teilchen und Welle
Hallo quick,
du versuchst, bei Teilchen auf die Wellennatur zu verzichten? Dafür lässt du dann aber am Spalt die Bugwelle agieren? Ich denke, damit teilst du das Teilchen nur in die beiden Funktionalitäten der Wellen- und der Teilcheneigenschaft auf. Klassisch betrachtet billigt man einem Teilchen nicht zu, dass es mit sich selbst interferieren kann. Da es das tun kann, hat es Welleneigenschaften. Eine Welle zeigt sich indes nicht ortsscharf. Also hat das gleiche Objekt auch Teilcheneigenschaften. Gut. In der Detektiersituation zeigte es nun das momentan dominierende. Die Weginformation war eindeutig, als zeigt es ein interferenzfreies Muster (statistisch ungeordnete Ortsverschmierung in der Serie). Konnte es beide Wege genommen haben, hat es mit sich selbst interferiert und zeichnet in der Serie die klaren Interferenzbalken. Positive und negative Interferenzbereiche sind klar unterscheidbar. Dein Schiffmodell wird geeignet sein. Das Schiff folgt ja seiner Bugwelle. Bei einer Kanaldurchfahrt hat es eben nur eine und befährt innerhalb der Toleranz eine beliebige Route. Eine sich teilende Bugwelle wird es nach dem wieder Zusammenkommen auf einen Weg positiver Wahrscheinlichkeit führen und die negativen Möglichkeiten der Interferenz meiden müssen. Es folgt ja nur einer positiven Bugwelle, nie einer negativen. So in etwa muss das Bild funktionieren. Im Kern weichst du vom Welle-Teilchen Dualismus nicht ab sondern betrachtest die Folge aus der jeweiligen Wellenausbildung. Einschlagen wird es dann als Schiff. Die Frage ist immer nur, was es in der Serie zeigt. Klar, bei einem Photon wird es nicht so offensichtlich sein, dass es sich dual zeigt. Man denkt es als Welle, also kann es problemlos interferieren. Und wenn es das nun nicht tut? Dann wird es irgendwo innerhalb des Wahrscheinlichkeitsbereiches detektiert. Der Detektierungspunkt zeigt in beiden Fällen einfach nur auf das Ende des realisierten Weges. Die Sprache ist auch hier klassisch orientiert. Die Sprache ist immer der Schwachpunkt dees Verständnisses. Hallo @pauli, an der Unzulänglichkeiten in Mathematik liegt es ansich nicht. Die Mühe in der Informatik ist es. Zur Bildung des Formalismus musste ganz genau ermittelt und beschrieben werden. Im Nahfeld nimmt die Feldstärke mit dem ³ der Entfernung ab. Also berücksichtigt man das in der Formel. Im Fernfeld zeigt sich dann die Feldstärkeabnahme ². Das versteht man sprachlich, kann es auch formal rechnen. Man spricht und rechnet Nah- und Fernfeld getrennt. Analog läuft das auch bei einer der komplexen ART-Formeln. Wer sie kennt, zerpflückt das nicht sondern rechnet einfach damit. Dabei nutzt der Kenner ganz einfach nur eine bereits gefundene Formel. Das Finden wird immer wieder jahrelanges hartes Ringen gewesen sein. Sprache und Arbeit erfolgen dann schnell. Man muss es nicht mehr in allen Konsequenzen betrachten. Für das Verständnis bleibt aber nichts übrig, als die Zusammenhänge der Formel in seiner Umgangssprache begrifflich zu kennen. Wie präzise ist nun die Begtrifflichkeit? Das ist das eigentliche Handicap der Umgangssprache. Das komplexere zeigt sich analog zur PC-Nutzung. Wer sich auskennt, wird ihn so zweckmäßig zusammenstellen und so weitgehend nutzen können, wie es der Einsteiger noch nicht mal träumen kann. Das wichtigste scheint mir die Übung zu sein. Grundsätzlich wird sich jeder Arbeitsalgor umgangssprachlich ausdrücken lassen. Wenn ich aber versuche, Themen in Sachen Quantenüberlagerung zu verstehen, wird klar, dass ich ohne solide geübtes Abstraktionsvermögen keine soliden Karten haben kann. Schwarz sehe ich indes nicht. Ich muss den LHC nicht mal im Team aufbauen, geschweige denn allein. Gruß Llano |
#16
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AW: Elektron als Teilchen und Welle
Hallo LIano...
zu: Zitat:
Meines Erachtens liegt der Grund darin, das wir etwas sehen, aber immer nur einen Aspekt der Wirklichkeit beachten.. Das "beobachten".... Was bedeutet denn das? Wir beobachten Vorgänge, die wir in ihrer ZEIT messen können... Dabei geschehen doch auch "akustische" Vorgänge, die jeweils ihrer Art entsprechend Druck auf das Vakuum ausübt... Nur können wir das natürlich nicht auf Grund der Eigenschaft des Vakuums "hören"... Aber anhand der durch sie verursachten Arten und Weisen, wie sie jeweils ihre Wirkung zeigen, sehr wohl erfassen. Und zwar in Form ihrer Auswirkungsstärken, die ein jeweils entsprechendes "Spekatekel" zeigen und sich auch berechnen lassen. Nur ist das besondere daran, das diese Kräftewirkungen nicht der additiven Wirkweise folgt, sondern der suptrakiven Wirkweise entspricht. Dadurch ergeben sich doch schon von fornerherein 2 verschiedene mathematische Prinzipien, die beide gleichzeitig ihre jeweilige Wirkung zeigen und eben einmal optisch in Erscheinung tritt und einmal eben als Druckereignis!! Und genau diese werden wiederum nicht nach den algebraischen Methoden berechenbar, sondern mit den Methoden der Mengenlehre! Zumindest zeigt mir dieses, das wir immer nur die "halbe" Wahrheit betrachten Zitat:
JGC |
#17
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AW: Elektron als Teilchen und Welle
Hallo JGC!
Zitat:
Jedweder Verlauf bleibt mir somit auf jeden Fall unbekannt. Aus Überlegung und Erfahrung schließt man, dass es den gegeben haben sollte. Regelrecht wissen, also via Beobachting wissen wird man das niemals können. Es war nichtlokal. Die Aussage bedeutet, dass wir ganz einfach nichts wissen können. Interpretier ich da was falsch? Zitat:
Zitat:
Zitat:
Das weitere drückst du für mich fremd aus. Ich spüre Gravitation und werte die doch mit aus? Wieso können sich die knallharten Bergkletterer etwa ganz hoch am Mount Everest rein nur mit den Fingerspitzen an minimalen Unebenheiten weiterarbeiten? Sie spüren auf jeden Fall weniger Gewicht. Also ich denke, wir können gar nicht anders. Liegen auswertbare Signale an, werden sie ausgewertet. Keine Wahlfreiheit. Dass ich 35 KHz Töne nicht mehr erkenne, bedeutet nicht, dass ich nicht gemessen hätte. Zitat:
Gruß Llano |
#18
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AW: Elektron als Teilchen und Welle
Etwas Quantenmechanik:
Ich hab einige Postings gelesen und festgestellt, dass hier einige Dinge stehen, die nach meinem Kenntnissstand falsch sind. Daher versuche ich das Problem Welle-Teilchen-Dualismus mal nach meinem besten Wissen und Gewissen darzustellen: Einstein hat die Beziehung E = ħω gefunden. Damit kann man jedem freien Teilchen der Geschwindigkeit v und Masse m eine Frequenz zuordnen: E = mv²/2 mv²/2ħ = ω und eine Wellenlänge λω = v => λ = 2ħ/mv De Broglie hat das gemacht; zwar mit dem relativistischen Impuls, aber die Idee ist die gleiche. Zum Spaß kann man ja jetzt mal ein paar Testeinsetzungen in die Formel für die Beugung am Doppelspalt machen d sin(α) = nλ (glaub ich) hierbei ist d die Spaltbreite und α der Ablenkwinkel. n ist die Beugungsordnung, nehmt einfach n=1 Da sieht man ganz gut die Größenordnungen, für die Beugung eine Rolle spielen. Also setzt mal Staubkörner mit 99%c ein oder sowas. Für diese Betrachtung ist erstmal nur das Huygenssche Prinzip bemüht worden, d.h. noch ist es egal was das für Kräfte sind, die eine Rolle spielen. Worauf es mir bei dieser Betrachtung ankommt ist: Jedes Teilchen kann als Welle interpretiert werden und selbstverständlich geht das auch umgekehrt. Wann was Sinn macht hängt von der Größenordnung ab. Für den Doppelspaltversuch spielt der Spin keine Rolle, egal ob es dabei um Beugung von Photonen (Bosonen) oder Elektronen (Fermionen) geht. In der QM wird nichts anderes gemacht, als solche komischen Wellenfunktionen für Teilchen auszurechnen. Das geht durch Lösen der Schrödingergleichung, die hier auf der Seite ganz oben neben Herrn Schrödingers Kopf steht. Den Doppelspalt kann man dort als ein bestimmtes Potential einsetzen. Diese Wellenfunktion, die meistens als Ψ(x) geschrieben wird, kann interpretiert werden: ρ(x)=|Ψ(x)|² ist eine Wahrscheinlichkeitsdichte. ∫ ρ(x) dx in den Grenzen x1 bis x2 ist die W'keit das Teilchen im Intervall x1..x2 zu finden. Ist x∈R³ kann natürlich auch über ein Volumenelement integriert werden. Immer wenn von W'keiten geredet wird, ist klar, dass es hier um ein Ensemble von Teilchen geht. W'keiten korrespondieren mit Häufigkeitsverteilungen, die machen nur für viele Teilchen Sinn. Diese Wellen um die es hier geht sind also eine ziemlich abstrakte Sache... Es sind eben Wahrscheinlichkeitswellen. Ein Teilchen löst auf dem Schirm hinter dem Spalt, wo es detektiert wird ein scharfes Ereignis aus. Man muss nicht annehmen, dass das Teilchen delokalisiert ist, oder verschmiert oder ähnliches. man muss sich nur daran gewöhnen, dass es keine eindeutige Bahnkurve hat. D.h. man weiß erst wo es ist, wenn es auf den Schirm klatscht.
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"Wissenschaft ist wie Sex. Manchmal kommt etwas Sinnvolles dabei raus, das ist aber nicht der Grund, warum wir es tun." Richard P. Feynman
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#19
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AW: Elektron als Teilchen und Welle
Hallo
schaut euch mal das mit dem "Licht" an, es könnte auch das Doppelspaltverhalten erklären http://www.bindl-kurt.de/Was_ist_Licht-5.pdf Kurt |
#20
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AW: Elektron als Teilchen und Welle
Hallo Llano,
vielen Dank für Deine Ausführungen. Sie entsprechen nach meiner Einschätzung im Wesentlichen der allgemein anerkannten Theorie. Ich habe inzwischen herausgefunden, dass meine Vorstellung wohl am ehesten mit der Bohmschen Quantenmechanik harmoniert. Deine Erläuterungen zu dem Boot mit Bugwelle gehen ja auch in diese Richtung. Wenn es Dich interessiert hier ein Link (für mich etwas zu "heavy") http://theory.gsi.de/~vanhees/faq/bohm/node1.html sowie bildliche Darstellungen http://www.ikg.rt.bw.schule.de/fh/bohm/bohmw1.html von einer Site, die z.B. auch Atomorbitale recht anschaulich darstellt Irgendwas stimmt bei dieser Theorie nicht mit der Bellschen Ungleichung. Ob das für mich relevant ist bin ich noch am recherchieren. Ich werde das Thema Elektron/Doppelspalt noch ein Weilchen beäugen. Interessant ist es schon, wie man an der Diskussion hier sieht. mfg quick |
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