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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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  #1  
Alt 04.06.07, 17:15
pauli pauli ist offline
Singularität
 
Registriert seit: 03.06.2007
Beitr?ge: 1.473
Standard Elektron als Teilchen und Welle

Es heißt, in Beschleunigeranlagen schafft man es, Elektronen auf 99,xxx% von c zu beschleunigen, diese Elektronen stelle ich mir als Teilchen vor.

Andererseits kann Materie (Elektron) auch als Welle erscheinen (Doppelspalt).

Wenn es als Welle erscheint und sie als eine elektromagnetische Welle verstanden wird, müßte die Geschwindigkeit doch c sein, oder?

Aber es kann wiederum doch nicht sein, dass die Geschwindigkeit des immer auf gleiche Art und gleicher Energie ausgesendeten Elektrons vom Experiment abhängt
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  #2  
Alt 04.06.07, 18:16
Benutzerbild von Hamilton
Hamilton Hamilton ist offline
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Registriert seit: 02.05.2007
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Standard AW: Elektron als Teilchen und Welle

Ganz richtig. Und deshalb versteht man Elektronenwellen NICHT als elektromagnetische Wellen, sondern als Materiewellen oder eben Elektronenwellen.
__________________
"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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  #3  
Alt 04.06.07, 21:43
MCD MCD ist offline
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Registriert seit: 01.05.2007
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Standard AW: Elektron als Teilchen und Welle

Zitat:
Zitat von pauli Beitrag anzeigen
Es heißt, in Beschleunigeranlagen schafft man es, Elektronen auf 99,xxx% von c zu beschleunigen, diese Elektronen stelle ich mir als Teilchen vor.
Nun, m.E. bewegt sich das Elektron als Welle durch den Beschleuniger; erst bei Kollision oder Detektierung (Messung allg.) verliert die psi-Funktion ihre Gültigkeit -schlägt quasi ein Loch in die unbefleckte QT- und das Betragsquadrat der Wahrscheinlichkeitswelle kollabiert zur unendlichen Wahrscheinlichkeitsdichte, eben zum Teilchen.

Gr.
MCD
__________________
Das bedeutet, Dinge werden unlogisch, quantenlogisch sagt man. Aber das ist für viele in Ordnung, für alle, die das Zwei-Spalt-Experiment ohne Nachdenken abgehakt und sich bereits dort innerlich von der Vernunft verabschiedet haben. [D.Dürr]
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  #4  
Alt 05.06.07, 00:49
Llano Llano ist offline
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Standard AW: Elektron als Teilchen und Welle

...dabei besteht das Welle/Teilchen allerdings auch den Streuversuch und kann dennoch seinen Weg fortsetzen. Basiert die permanente Teilchenbefähigung auf dem Teilchen-Spin? Sollte eigentlich, wenn man den Erklärungen zum Pauliprinzip folgt.

Der Wellencharakter scheint überhaut ein grundsätzliches Wesensmerkmal der Existenz zu sein. Welle, Feld, Superposition, und dann eben sofern vorhanden die Teilchencharakteristik. Bewerte ich das jetzt falsch?
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  #5  
Alt 05.06.07, 08:29
quick quick ist offline
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Beitr?ge: 742
Standard AW: Elektron als Teilchen und Welle

Hallo Llano,

bei der Diskussion um die Wellen-/Teilcheneigenschaften des Elektrons könnte ich z.Z. an mehreren Stellen hier im Forum einsteigen. Ich wage es mal hier und stelle meine alternative Vorstellung zu dem Thema vor.
Den meisten Menschen fällt die Vorstellung über den Welle/Teilchen-Dualismus schwer.

Obwohl ich nicht glaube, dass Du grundsätzlich fehl liegst mit Deiner Einschätzung,

Zitat:
Zitat von Llano Beitrag anzeigen
Der Wellencharakter scheint überhaut ein grundsätzliches Wesensmerkmal der Existenz zu sein. Welle, Feld, Superposition, und dann eben sofern vorhanden die Teilchencharakteristik. Bewerte ich das jetzt falsch?
sollte man diese Konzept nicht auf alles anwenden , nur weil es so wunderbar mit den "Wellenberechnungen" funktioniert.


Ich frage mich ernsthaft, ob man auf bei Materieteilchen auf die Vorstellung einer Welle nicht verzichten kann.

Nehmen wir z.B. gerade die "Interferenz"-Versuche am Doppelspalt. Die Ergebnisse mit einzelnen Elektronen (aber auch Photonen) sind bekannt.

Ich denke,das Elektron hat als Teilchen mit einer bestimmten Geschwindigkeit nur begrenzte Möglichkeiten mit seiner Umgebung wechselzuwirken, nämlich gequantelt. Könnte diese gequantelte Wechselwirkung beim Austritt des Elektrons aus dem Spalt nicht der entscheidende Faktor sein? Man müßte bei den Berechnungen dieser Wechselwirkung Doppelspalt und Elektron als ein Quantensystem betrachten mit der Lokalisierung des Elektrons an einem Spalt und nicht verteilt.
Ich stelle mir vor, dass die Elektronen des linken Spalts im wesentlichen auf der rechten Seite des Schirms landen und umgekehrt.

Hat diese Vorstellung "Substanz"?

mfg
quick
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  #6  
Alt 05.06.07, 11:29
pauli pauli ist offline
Singularität
 
Registriert seit: 03.06.2007
Beitr?ge: 1.473
Standard AW: Elektron als Teilchen und Welle

Zitat:
Den meisten Menschen fällt die Vorstellung über den Welle/Teilchen-Dualismus schwer.
und nicht nur Welle/Teilchen, viele andere Dinge auch.
Als "Hobbyphysiker" habe ich vor 20 Jahren angefangen mir diese Dinge auf eigene Faust zu erschließen, und was kommt dabei raus? Je mehr ich glaube zu verstehen desto verwirrender wird alles nur.
Wenn man tiefer nachfragt stellt man fest, dass auch echte Physiker manche Dinge unterschiedlich auffassen/interpretieren.

Und das hat man jetzt davon, kommt aus dem Schlamassel micht mehr raus, vlt. ist der menschliche Geist einfach (noch) nicht in der Lage das zu erfassen und wird es auch nie sein, vlt. ist unser Problem, dass wir alles versuchen bildlich (klassisch) zu sehen, wenn ich ehrlich bin hab ich schon Probleme mir eine Schallwelle vorzustellen geschweige denn eine Materiewelle.

Vlt. sind wir jetzt an der Stelle wie die Astronomen vor Jahrhunderten, die unbedingt perfekte Kreise für Planetenbahnen sehen wollten und sich wunderten, warum das mit den Beobachtungen nicht genau übereinstimmt.

Aber so ist der Mensch, egal wie hart es kommt, er gibt nicht auf
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  #7  
Alt 05.06.07, 12:18
JGC JGC ist offline
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Standard AW: Elektron als Teilchen und Welle

Nein, so dumm sind die Fragen gar nicht..

Ich behaupte, das wir immer nur die halbe Geschichte betrachten und deshalb zu keinem "ganzen" Ergebnis kommen..

Schliesslich sind longitudinale Wellen, so wie sie in den Druckwirkungen der Gravitaton wiederzufinden sind, genauso zu Resonanz und Rückkopplung fähig! Nur das sie eben als Wirkstärken auftreten, wärend die transversalen Wellen dessen jeweilig auftretenden Grössenordnungen bestimmt. Zählt man dann 1 und 1 zusammen, dann ergibt sich ein vollständiges Bild.

Ich weiss nicht, warum das Eine das Andere dauernd ausschliessen soll...

Ist das eine "Blokadehaltung" des Geistes??

JGC
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  #8  
Alt 05.06.07, 13:37
Llano Llano ist offline
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Standard AW: Elektron als Teilchen und Welle

Hallo quick!

Zitat:
Zitat von quick Beitrag anzeigen
Ich frage mich ernsthaft, ob man auf bei Materieteilchen auf die Vorstellung einer Welle nicht verzichten kann.
So entspricht es ja auch der Sichtweise der QM. Quantenobjekte zeigen sich immer mit Welle+Teilchen Natur. Zeilinger bremst den Fortschritt derzeit noch etwas aus. Ihm gelang es noch nicht, 13-Cent-Stücke durch den Doppelspalt zu jagen.

Allerdings, deine Vorstellung, wie das dann am Spalt abgeht, kann ich nicht nachvollziehen. Die Objekte haben Impuls und gelangen durch den Spalt. Sie kamen von links? Dann sollten alle nach rechts gelangen. Das wäre zumindest bei elementaren Teilchen so. Bei komplexerem wird die Wahrscheinlichkeit sinken müssen. Es geht komplett oder gar nicht durch. Es ist ja eine Tunneln-Situation.

So betrachtet wollte ich auch sagen, Teilchen und Spalt bilden 1 System. Soweit erkenne ich deine Überlegungen.

Je weiter sich die möglichen Wege des Durchganges voneinander entfernt zeigen, desto deutlicher kann sich die Interferenz ausbilden. Und genau hier streikt mein Kopf, es sei denn, das Objekt nimmt tatsächlich alle ermöglichten Wege. Es können aber Wege umgelenkt und verschlossen werden, während sich das Objekt im Spalt befindet. Ein Elektron wird sich dann aber niemals mit halber Energie zeigen. (Der Rest wäre ja nach dem Schaltvorgang an ein Hindernis gedonnert und dort detektiert worden). Da es vollständig bleibt, muss es auch die Irrwege zurück verfolgt haben, die sich beim Umschalten ergaben.

Hier habe ich bereits ein Problem mit dem Photon. Die zusätzlich benötigte Umwegzeit würde festgestellt werden. Auch sollte die Synchronizität, die komplette Phasenlage zerstört werden. Ist aber nicht. Beim Fermion kann ich es mir gar nicht mehr vorstellen.

Die Auflösung mag eher gelingen, wenn man sich das komplette Existenzsystem aus Feldsituationen denkt. Das gilt dann auch für unser Doppelspaltsystem incl. Durchgangsobjekt. Es ergäbe sich nun eine feldbasierte Gesamtsituation, kein Röhrensystem oder sowas. Würde derartiges in Erwägung gezogen, würde ich es wohl sofort verstehen müssen. Dass ich dabei keine Vorstellung von den komplexen Feldzusammenhängen haben könnte, würde das Verständnis der Situation als solcher grundsätzlich nicht tangieren.

Hmmm, jetzt weiß ich nicht, ob wir womöglich von ähnlichem oder von sich womöglich ergänzendem sprechen. Kannst du etwas detailierter sagen, wie du es dir vorstellst?


doppelspaltpassierender Gruß, Llano
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  #9  
Alt 05.06.07, 14:33
Llano Llano ist offline
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Beitr?ge: 53
Standard AW: Elektron als Teilchen und Welle

Hallo pauli,

statt deinen Post zu zitieren, bekam ich immer nur den von @quick. Vielleicht klappt es bei Direktantwort?

Zitat:
Zitat von pauli
Als "Hobbyphysiker" habe ich vor 20 Jahren angefangen mir diese Dinge auf eigene Faust zu erschließen, und was kommt dabei raus? Je mehr ich glaube zu verstehen desto verwirrender wird alles nur.
Ich beobachte, dass mehr dazu kommt, als ich bisher verstehen konnte. Also sammel ich, setze es so gut es geht zusammen und versuch, nun das ganze zu überblicken. Klar will ich verstehen. Aber hatte ich je den Impuls dazu? Wollte ich vielleicht nicht doch nur immer überschauen, so gut es halt gelingt? Inzwischen habe ich mich wohl drauf eingestellt, dass es so ist. Die Details werden ohnehin am besten im Labor erkundet. Das ganze will dann als Wirklichkeit verstanden werden. Ich find das allemal schwer genug. Ich produzier viel Unsinn, bevor was zu passen scheint.

Zitat:
Wenn man tiefer nachfragt stellt man fest, dass auch echte Physiker manche Dinge unterschiedlich auffassen/interpretieren.
Und jeder kann seine Auffassung tief begründen. Offenbar ist ein solides Modell wichtig, zu dem man selbst auch stehen kann. Irgendwie sieht es so aus, als verständigen wir uns ohnehin über Modelle. Der eine nutzt den Atlas und kann blättern. Der andere nutzt den Globus und kann drehen... Na ja, oder so ähnlich.

Zitat:
...vlt. ist unser Problem, dass wir alles versuchen bildlich (klassisch) zu sehen, wenn ich ehrlich bin hab ich schon Probleme mir eine Schallwelle vorzustellen geschweige denn eine Materiewelle.
Danke dito. Klar sehe ich die Schallschwingung. Ich betrachte am Konus. Aber wie bewirkt das dann Schall?
Materiewelle? Was ist das? Mit dem Begriff hab ich noch nie gearbeitet.
Wem geht es grundsätzlich besser?

Zitat:
Aber so ist der Mensch, egal wie hart es kommt, er gibt nicht auf
Beschreibst du hier nicht sogar eine der Grundorientierungen des Lebens? Hätten die Urmikroben aufgegeben, würde ich jetzt hier nicht sitzen und über deren Standhaftigkeit sinnieren.

Gruß Llano
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  #10  
Alt 05.06.07, 14:39
quick quick ist offline
Guru
 
Registriert seit: 05.05.2007
Beitr?ge: 742
Standard AW: Elektron als Teilchen und Welle

Hallo pauli,

ich danke Dir für Deinen einfühlsamen Beitrag.

Zitat:
Zitat von pauli Beitrag anzeigen
und nicht nur Welle/Teilchen, viele andere Dinge auch.
Als "Hobbyphysiker" habe ich vor 20 Jahren angefangen mir diese Dinge auf eigene Faust zu erschließen, und was kommt dabei raus? Je mehr ich glaube zu verstehen desto verwirrender wird alles nur.
Da könnte mir ja noch etwas bevorstehen, bin erst seit kurzer Zeit Hobbyphysiker.

mfg
quick
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