Doppelspaltexperiment mit 2 Photonen.

[Uranor]

Es mag 2 Jahre her sein, da wurde doch bekannt, dass Photonen nun auch indirekt über die Polarisierung gemessen werden können.

Aber nun fällt mir das Problem der Aufgabenstellung auf: Wie werden Photonen bei nur einem Spaltdurchgang gestoppt, während die durchgelassen werden, die durch beide Spalten gingen? Also der Versuchsaufbau muss lang genug sein, damit nach der Erkennung und Auswertung Stopschilder eingeblendet oder freigegeben werden können.

So weit, so schlecht. Die Photonen düsen mit c. Die Auswertung verbraucht Zeit. Man bringt das Schaltsingnal auf keinen Fall vor die Photonen. Der Versuch ist nicht durchführbar.

Und zu den Elektronen hat EMI schon alles gesagt. So grau theoretisch kann keine Chance bestehen. Sorgfältig ausarbeiten, dann live im Labor arbeiten. Was sonst?

Gruß Uranor

[dolorado7]

Ich finde ihr seht die Sache viel zu überspitzt.

Es geht ja tatsächlich erstmal um ein theoretisches Gedankenexperiment.


Die Elektronen will ich garnicht vor dem Spalt stoppen wenn sie beide durch einen Spalt gehen. Sondern ich lasse ALLE durch und schau mir nur die Spuren auf dem Schirm an die sie hinterlassen wenn jeweils ein Elektronen durch einen Spalt und jeweils ein Elektron durch den anderen Spalt gegegangen ist. So... Und jetzt tut mir einen gefallen und vergesst die ganzen Experimentiellen Probleme. Hier solls um Theorie gehen...

Was würde sich also nach euer Meinung einstellen? Ein Interferenzmuster oder eine Normalverteilung?

Antwortet bitte nur auf diese Frage ... Mit Begründung wenn ihr lust habt...

Lieben Gruß

[dolorado7]

OK also scheinbar führen Experiment bei euch direkt zu lauter Problemen, die mich hier garnicht interessieren. Aber gut zu wissen was für welche auftreten, ihr habt mich experimentiell ein wenig belehrt...

Nichts desto trotz.. Ich werde die Frage jetzt rein theoretisch stellen. Ich habe gemerkt anders komme ich hier nicht weiter...

Wir sind also nicht mehr im Experiment jetzt.

Also wir erzeugen zwei Elektronen zur selben Zeit... Und es gibt zwei voneinander örtllich getrennte Wege A und B. Was passiert wenn wir feststellen wie Elektron 1 durch A geht und Elektron 2 durch B zur selben Zeit. Dann müsste doch die Wellenfunktion beider Elektronen zur selben Zeit kollabieren und sie würden sich nicht mehr verhalten wie eine Welle nicht?


Gruß

[dolorado7]

Nö. Ich darf das Forum so nutzen wie ihr auch. Naja ich will nicht streiten, finds halt nur bissien nervig.

Was an meiner Frage habt ihr nicht verstanden?

[Jogi]

Hi dolo.

Zitat von dolorado7

Also wir erzeugen zwei Elektronen zur selben Zeit... Und es gibt zwei voneinander örtllich getrennte Wege A und B. Was passiert wenn wir feststellen wie Elektron 1 durch A geht und Elektron 2 durch B zur selben Zeit. Dann müsste doch die Wellenfunktion beider Elektronen zur selben Zeit kollabieren und sie würden sich nicht mehr verhalten wie eine Welle nicht?

Doch.
Es ist schnurzpiepegal, ob du das mit einem oder zwei Elektronen machst.
Auch ein einzelnes Elektron hat stets Welleneigenschaften.
Und seine Unschärfe.
Die führt nunmal dazu, dass man nicht einmal theoretisch sagen kann, das einzelne Elektron sei nur und ausschließlich durch den einen Spalt gegangen.
(Bei so einem Doppelspaltexperiment stehen die beiden Spalten so dicht beieinander, dass die Ortsunschärfe eine hohe Wahrscheinlichkeit für den Durchgang durch beide Spalten erzeugt.)
Stell dir ein freies Elektron bitte nicht als Punktteilchen vor, eher als eine Art Wolke, deren Dichte nach aussen hin abnimmt.
Was am Schirm als Punkt erscheint, ist einfach die Stelle, wo das Quadrat der Wellenfunktion zum Detektionszeitpunkt innerhalb dieser Wolke "erwischt" wurde.
Und der Doppelspalt sorgt dafür, dass es Bereiche (Streifen) gibt, wo die Wahrscheinlichkeit hierfür höher ist als in den Bereichen dazwischen.

Kurz und gut, du wirst immer ein IF-Muster erhalten, auch wenn du (theoretisch) festlegen willst, Elektron 1 geht durch A und Elektron 2 gleichzeitig durch B.
Das kannst du nämlich gar nicht so festlegen, es wird immer einen Anteil geben, der durch den anderen Spalt geht, und der interferiert dann mit dem anderen Anteil.



Gruß Jogi

[dolorado7]

@Jogi... danke erstmal für deine Antwort. Und danke auch an alle anderen bis jetzt. Und EMI... reg dich ab... es war nie meine Absicht unhöfflich zu irgendjemandem zu sein. Ich hab aber auch jetzt nicht groß die lust über solche Kommunikations-Probleme zu reden... also vergessen wir´s einfach...


Jetzt nochmal @Jogi:

Wenn wir den Spaltabstand vergrößern und die Spaltebreite gleich lassen, wird das Interferenzbild bloß kleiner. Dann haben nicht mehr das Problem das die Elektronen-Wolken über beide Spalte hinüberlappen. Nehmen wir jetzt eine Messung eines Elektrons vor, so können wir eindeutig feststellen durch welchen Spalt er ging. Was passiert in diesem Fall dann wenn wir 2 Elektronen gleichzeitig schicken und gleichzeitig jeweils bei Spalt A und Spalt B messen...?

Interferenz oder Normalverteilung?

Gruß

[Slash]

Zitat von dolorado7

Jetzt nochmal @Jogi:

Wenn wir den Spaltabstand vergrößern und die Spaltebreite gleich lassen, wird das Interferenzbild bloß kleiner. Dann haben nicht mehr das Problem das die Elektronen-Wolken über beide Spalte hinüberlappen. Nehmen wir jetzt eine Messung eines Elektrons vor, so können wir eindeutig feststellen durch welchen Spalt er ging. Was passiert in diesem Fall dann wenn wir 2 Elektronen gleichzeitig schicken und gleichzeitig jeweils bei Spalt A und Spalt B messen...?

Interferenz oder Normalverteilung?

Gruß

Hallo!

Also wie immer bitte korrigieren, wenn falsch.

Grundsätzlich geht das Elektron immer durch alle Spalte - denn seine "Ausdehnung" ist ja unendlich groß. Und es wird erst eindeutig wenn es gemessen wird, aber dan ist seine Wellenfunktion kollabiert.

Also ich denke, um deine Frage zu beantworten: Sobald du gemessen hast (ob theoretisch oder praktisch) ist die Wellenfunktion des Elektrons kollabiert und es gibt ein Punktmuster, sobald du nicht gemessen hast gibt es ein Interferenzmuster.

Das ist halt, womit man sich nach (meinen Wissenstand über die Quantenmechanik) bei der Quantenmechanik abfinden muss.

Es geht ja nicht das Elektron durch die Spalte, sondern seine Wahrscheinlichkeitswelle. Eben die machst du durch (jedwede Messung) kaputt (richtig? falls nicht, gerne korrigieren).

Viele Grüße

Slash

[Jogi]

Hi dolo.

Zitat von dolorado7

Wenn wir den Spaltabstand vergrößern und die Spaltebreite gleich lassen, wird das Interferenzbild bloß kleiner. Dann haben nicht mehr das Problem das die Elektronen-Wolken über beide Spalte hinüberlappen. Nehmen wir jetzt eine Messung eines Elektrons vor, so können wir eindeutig feststellen durch welchen Spalt er ging. Was passiert in diesem Fall dann wenn wir 2 Elektronen gleichzeitig schicken und gleichzeitig jeweils bei Spalt A und Spalt B messen...?

Interferenz oder Normalverteilung?

So weit war ich mit meinen Überlegungen auch schon mal.
Weil ich keine Experimente mit Elektronen machen kann, hab' ich Laserlicht genommen.
Da gilt ja im Prinzip das gleiche.
Und was musste ich sogar hinter einem Einfachspalt feststellen?
- Interferenz!
Das Muster war wesentlich enger als das beim Doppelspalt, aber messerscharf.
Damit war für mich klar, daß die Spaltkanten für die IF sorgen.
Wenn du mal bei wiki nachschaust, findest du auch ein IF-Muster das einfach nur durch eine Kante verursacht wurde.

Zur Erklärung muss ich nochmal auf das Bild der "Wolke" zurück kommen:
Diese Wolke hat Welleneigenschaften und wechselwirkt mit der Kante.
Das stört die intrinsische Kohärenz und führt zu einer intrinsischen Wechselwirkung, der Interferenz.
Und das gilt m. E. gleichermassen für ein Photon wie für ein Elektron.

Eine Normalverteilung sollte also erst dann auftreten, wenn das Elektron mit so viel Abstand an der Kante vorbei fliegt, dass eine WW mit der Kante unwahrscheinlich wird.

Zitat von Slash

Also ich denke, um deine Frage zu beantworten: Sobald du gemessen hast (ob theoretisch oder praktisch) ist die Wellenfunktion des Elektrons kollabiert und es gibt ein Punktmuster, sobald du nicht gemessen hast gibt es ein Interferenzmuster.

Eine Messung ist i. d. R. mit Absorption verbunden.
Wenn du ein Elektron direkt am Spalt messen willst, musst du es dort absorbieren.
Soll auf dem Schirm dahinter dann ein Elektron ankommen, muss wieder eins emittiert werden.
Das ist dann wohl kaum das ursprüngliche Elektron, sondern eins aus der Kante.
Und das muss ja dann durch keinen Spalt mehr, also in diesem Fall auch: Normalverteilung.



Gruß Jogi

[Uranor]

Zitat von dolorado7

Wenn wir den Spaltabstand vergrößern und die Spaltebreite gleich lassen, wird das Interferenzbild bloß kleiner.

Mach den Spaltabstand noch weiter. Bald bekommst du sehr wenige bis gar keinen Durchgang mehr. Die Objekte klatschen gegen die Spaltwand. Das kann man tun. Aber zu welchem Zweck?

Zu welchem Zweck benennst du andere dafür, dass sie die Probleme, die du mit denem Fragen einbringst, erkennen und ansprechen?

In einer Däumchenschule bekämest du vielleicht irgend eine Antwort. Indes, du hast deine Anliegen in ein Physikforum eingebracht. Ist es nicht?

Gruß Uranor

[Lorenzy]

Zitat von Jogi

Und was musste ich sogar hinter einem Einfachspalt feststellen?
- Interferenz!
Das Muster war wesentlich enger als das beim Doppelspalt, aber messerscharf.

Zur Interferenz am Einzelspalt hab ich ein schönes Applet gefunden
http://www.jgiesen.de/spalt/index.html

und eine Erklärung nach dem Fresnel-Huygenssche Prinzip.
http://wwwex.physik.uni-ulm.de/lehre...03/node22.html