(Neues)Doppelspaltexperiment(Mikro / Makro)

[M_Paehlke]

Gibt es dieses Experiment schon?

Experimentaufbau(nur Gedanklich bisher):
Zutaten:
-Ein mehrere (8)Meter hohes Gefäß - Zylinder aus Glas - (Tonne). Durchmesser ca. 1 Meter.
- Diese Tonne zu 3/4 mit Wasser gefüllt.
- In halber Höhe der Tonne eine Trennscheibe angebracht, in der 2 Schlitze sind, so dass der Durchmesser gedrittelt ist.
-Sand.

Wenn ich die wirklichen Doppelspaltexperimente nehme, bei denen das Experiment quasi waagerecht ist(wobei die Lage des Doppelspaltexperiments natürlich egal ist), muss dies vertikal aufgebaut sein, ansonsten ~ gleich.

Experiment:
Genau über der Mitte der Tonne(muss nicht sein, kann auch über den Schlitzen direkt sein) rieselt nun Sand ins Wasser.
Der Sand(Körner möglichst gleich groß), rieselt nun gleichmäßig durch die 2 Schlitze in die untere Hälfte der wassergefüllten Tonne.

Ergebnis:
Wie ist nun das Bild(Formatierung / Anordnung) des Sandes auf dem Boden der Tonne? Ist das Bild im Prinzip so, wie beim wirklichen Doppelspaltexperiment?

_____

Fragen:

Die Größenangaben habe ich nur geschätzt.
- Vermutung, je höher die Tonne, umso klarer zeichnet sich ein Interferenzmuster ab.
- Viele Variationen des Experiments scheinen möglich, + nur eine sehr effektiv.

Vermutung:
Wenn sich nun ein Interferenzmuster am Boden der Tonne abzeichnet, ist es dann so zu verstehen, das das Sandkorn das Wasser in Wellenform Teilchen für Teilchen nach außen und hochschiebt? Sich die 2 'Schlitzwellen' beeinflussen...

Wenn ich nun die Größe des Sandkorns, und die ~Wasserteilchengröße in Bezug zueinander setzte...

Die Sandkörner, verwandeln sich natürlich nicht in Materiewellen, ganz klar. Jedoch, löst die Materie(Sandkorn) Wellen aus, im Medium Wasser.

Wenn dem so ist, ist es dann nicht auch so, dass errechenbar wäre, wie groß die 'Effektverursacher' im bisher unbekannten Medium(~bisher nicht vorhanden) im richtigen Doppelspaltexperiment sind. Wie groß, von bis... Da im richtigen Doppelspaltexperiment ja auch eine gewisse 'Wirkungsbreite' existiert...

Wie fern liegt es, wenn die Effekte(Mikro - Makro) vergleichbar sind auch das Prinzip - die Mechanik vergleichbar ist?

Kann es dann nicht sein, dass die bisherigen Gleichungen genau dies 'unbekannte Medium' beschreiben?
Und so wären Teilchen Teilchen, die Wellengleichungen sind bestimmt alle richtig, nur beschreiben sie etwas anderes...

Im Voraus Vielen Dank für Kritik
M_Paehlke

[MCD]

Ergebnis:
Wie ist nun das Bild(Formatierung / Anordnung) des Sandes auf dem Boden der Tonne? Ist das Bild im Prinzip so, wie beim wirklichen Doppelspaltexperiment?


Sicherlich nicht. Es wird m.E. entweder eine ungleichmäßige Verteilung entstehen und zwar in direkter Flucht der Spalte (Sandhügel/Anhäufungen) oder aber der Sand verteilt sich gleichmäßig auf dem Grund des Gefäßes.

Andererseits könnten sich durch thermische Strömungen bzw. Verwirbelungen auch andere Verteilungsbilder zeigen, allerdings haben die alle nichts mit dem Interferenzmuster beim DS zu tun; mit Hydrodynamik oder anderen meschanischen bzw. klassischen Erklärungsversuchen ist bzgl. Welle-/Teilchendualismus nix zu machen.

Wozu eigentlich das Wasser?

Gr.
MCD

[rene]

Hallo M_Paehlke

Dieses mechanische Doppelspalt-Experiment wird nicht zu einen gewünschten Interferenzmuster führen wie bei einzelnen Quanten, selbst bei noch so ausgedehnter Schwebestrecke nicht. Das Doppelspalt-Experiment kann nur im Rahmen der Quantenmechanik erklärt werden und ist zudem ein gutes Beispiel wie sie unsere Weltanschauung veränderte. Weiterhin erfordert das Doppelspalt-Experiment monochromatische und kohärente Wellen (gleiche Wellenlänge und feste Phasenbeziehung).

Unten wird sich ziemlich sicher eine normalverteilte glockenförmige Sandhäufung einstellen mit der grössten Anzahl Sandkörner in der Mitte des Zylinders, evtl. mit einem Sattel dazwischen abhängig vom Abstand der Spalten und der Schwebehöhe. Anders wäre es natürlich, wenn das Wasser durch Beschallung in Schwingung versetzt würde und sich Resonanzen bildeten. Aber dies hätte mit dem Doppelspalt-Experiment dann auch nichts mehr gemeinsam. Mit anderen Worten könntest du gerade so gut an der frischen Luft einen Sandhaufen auftürmen.

Hoffentlich war diese Kritik nicht zu entmutigend, aber so zumindest sehe ich das (und auch MCD wie ich sehe)!

Grüsse, rene

[Pythagoras]

Experimente dieser Art werden schon seit mehreren Jahren mit Sandkörnern mit diversen Eigenschaften gemacht. (zB. 2 Sorten verschiedener Grösse oder Farbe).
Aus einem Sammelbehälter mit statistischem Gemisch 1:1 werden die Sandkörner
über einen Keil mit bestimmter doppelseitiger Neigung geschüttet. Das Ergebniss
ist eine auf beiden Seiten auftretende Schichtung der 2 Sandtypen, die einem
Interferenzmuster analog ist.
Durchgeführt von einem Institut für Granulatforschung. (Makrogranulatfor.)
War vor einigen Jahren im TV zu sehen. (Vielleicht 3-SAT,nano. ?)

Nebenbei, hat man auch erklärt, warum beim "Studentenfutter" bei Schütteln
die schwereren grösseren Teile immer oben zu liegen kommen.(Sollte aber kein
Interferenzeffekt sein.)

Pythagoras

[JGC]

hi...

zu:

Nebenbei, hat man auch erklärt, warum beim "Studentenfutter" bei Schütteln
die schwereren grösseren Teile immer oben zu liegen kommen.(Sollte aber kein
Interferenzeffekt sein.)


Oh...

Ganz genau DAS ist ebenso ein Interferrenzeffekt!!

Aber eben eine longitudinale Interferrenz!!

Sie bestimmt all die sortierenden Funktionen, nach denen alles im Universum nach der jeweiligen Dichte angeordnet wird.

Jetzt lass dir mal die Konsequenzen daraus durch den Kopf gehen...


JGC

[Pythagoras]

@JGC

>>>Ganz genau DAS ist ebenso ein Interferrenzeffekt!!

Aber eben eine longitudinale Interferrenz!!

Sie bestimmt all die sortierenden Funktionen, nach denen alles im Universum nach der jeweiligen Dichte angeordnet wird.<<<
<<

Ich bin mir nicht sicher, ob eine Interferenz Dinge anordnen kann.
Sie ist eher nur eine "Erscheinung" von etwas bereits Stattgefundenem.
Genauso die Verdrillung oder Verdrehung einer dünnen Platte wenn an Punkten
Kräfte angreifen. Die entstehenden Muster sind nicht die Anordner der punktuell
einwirkenden Kräfte.
Bei den Chladnischen Klangfiguren sind die Muster der Sandkörner (Interferenzen)
nicht die anordnenden Ursachen.
Die Interferenzen der QM sind nur Muster, die nichts verursachen.
Die Verspannung einer Platte kann aber wohl eine sekundäre Bewegungswirkung
hervorrufen. Diese Art Kräfteüberlagerung darf aber nicht mit den QM-Überlagerungen verwechselt werden.

Pyth.

[rene]

@@

Richtig ist, dass dieses Doppelspalt-Experiment auch mit klassischen Teilchen durchgeführt worden ist. Falsch ist aber, dass dabei ein Interferenzmuster auftreten soll. Im angegebenen Link sieht man auf den Seiten 5 und 6 die Verteilung in Form des von mir beschriebenen Sattels.

http://publikationen.ub.uni-frankfurt.de/volltexte/2005/1195/pdf/manyw.pdf

Zitat: (Hervorhebung von mir)

Der Strahl der Teilchen streut an den Blenden und bildet einen klassischen Verteilungsbuckel, der sich um die Verbindungslinie von Teilchenquelle und Blendenloch häuft.
Wiederholt man das Experiment mit kleinen Partikeln am Doppelspalt, findet gewißermassen eine Überlagerung der Buckel statt, in der die Anteile jedes der beiden Spalte noch deutlich auszumachen sind. Es findet eine additive Überlagerung statt.

Im Falle, daß es sich um einen Strahl von quantenmechanischen Teilchen handelt, sieht das Ergebnis anders aus. Die Elektronen oder Photonen, die hier durch ihren Wellenvektor, oder ihre Wellenfunktion Ψ bezeichnet sind, erzeugen auf dem Detektorschirm eine Interferenz, wie es sich für Wellen gehört.

Eine gute Interpretation über das Doppelspalt-Experiment findet sich hier:

http://www.chemiephysikskripte.de/quanten/quant.htm

Grüsse, rene

[Marco Polo]

Richtig ist, dass dieses Doppelspalt-Experiment auch mit klassischen Teilchen durchgeführt worden ist. Falsch ist aber, dass dabei ein Interferenzmuster auftreten soll.

So sollte es erwartet werden. Es gibt zwar Orte der additiven Überlagerung, aber keine wo sich etwas gegenseitig auslöscht. Wie sollte dies bei klassischen Teilchen auch möglich sein?

Grüssle,

Marco Polo

[JGC]

@rene


Genau darum geht es doch!!

Die additive Überlagerung steht für die geometrischen Verhältnisse. wärend die subtraktiven Überlagerungen sich in ihren jeweiligen Kräfteverhältnissen wiederspiegeln


@Pythagoras


Schau dir doch all die Sedimentierungsprozesse und deren Ergebnisse an..

Die longitudinale Schwerkraft sortiert alles nach ihrer entsprechenden Dichte und Masse, die transversale EM-Kraft verbindet all das nach ihren jeweiligen EM-Eigenschaften....

So wie die Farben sich additiv und subtraktiv mischen lassen, so lassen sich auch Kräfte mischen...


JGC

[rene]

@JGC

Siehst du darin eine Analogie zur Optik, den Farbmischverfahren, wonach das subtraktive Verfahren (Mischen von Pigmenten) der Absorption der Farbanteile des sichtbaren Lichtspektrums vom weissen Licht entspricht?
Oder das additive Farbmischverhalten von Lichtwellen mit den 3 Grundfarben Rot, Grün, Blau (TV-Schirm)?

Interferenz von Wellen als deren Überlagerungszustände (Superpositionen) beinhalten sowohl Auslöschung (negative Interferenz) als auch Verstärkung (positive Interferenz)!

Grüsse, rene

[JGC]

Ja genau ..

Ich sehe das in Analogie zur Farblehre..

So wie ich schon erwähnte, das all die Gesetze, nach denen die Quanten und Elementartheorien funktionieren, eigentlich schon alle irgendwo längst beschrieben stehen.


JGC

[rene]

@JGC

Ich weiss dass du eine hervorragende Visualisierungsgabe hast und sie auch in einem guten deutschen Ausdruck zu beschreiben fähig bist. Für mich - nicht gerade ein Augentier - ist es gar nicht einfach, mir genau vorzustellen was du aus deiner Sicht beschreibst. Und deine z.T. wirklich wunderschönen Illustrationen und Animationen verwirren mich nur umso mehr, da ich oft vor lauter Staunen und Betrachten den physikalischen Zusammenhang nicht auf die Reihe kriege.

Ich denke bei mir ist das Problem folgendes: Wenn ich etwas nicht verstehe, greife ich auf das mir Bekannte, Gelernte, Verständliche zurück und assoziiere es mit dem Neuen, Unbekannten und versuche ihre Gemeinsamkeiten herauszufinden, Analogien zu bilden und ihre Verhältnisse zueinander abzuschätzen.
Mich erstaunt immer wieder aufs Neue, wie du beinahe mühelos selbst die schwierigsten und z.T. noch ungelösten Rätsel der Physik in eine für dich konsistente, für mich jedoch nicht oder nur sehr bedingt nachvollziehbare Form bringst. Aber Übung macht ja bekanntlich den Meister!

Zurück zum Thema:
Wie muss ich mir gemäss der Farbenlehre die Interferenz von Photonen oder Elektronen im Doppelspalt-Experiment vorstellen?

Grüsse, rene

[M_Paehlke]

Vielen Dank für die Kritik, von euch allen.
Ich versuche mir die Mechanik vorzustellen, was wirkt da verändernt?
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An Mcd: Wozu das Wasser?
Das Wasser sollte das 'Vakuum' im richtigen Doppelspaltexperiment ersetzten.
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Das es so ist, wie gesagt wird, bezweifele ich nicht, jedoch, kann ich mir nicht vorstellen, das Teilchen (so DS)zu Wellen werden. Vorstellen kann ich mir, das Teilchen Wellen auslösen, in 'irgendwas', und ihr Weg also durch die Welle bestimmt wird. Und, ich kann mir auch vorstellen, dass sich Wellen überlagern...
Die Gleichungen, die dies beschreiben, beschreiben wohl das Ergebnis, was wir sehen(messen), jedoch nicht wie es dazu kommt. Und die Gleichungen beschreiben dadurch auch genau das was wir nicht sehen, und der Verursacher ist, denke ich mir.

[JGC]

Hi Rene..

Zuerst mal, es macht mich manchesmal regelrecht krank, Dinge zu erkennen, die andere scheinbar nicht wahrnehmen..

Erst vorgestern musste ich erleben, wie mein bester Freund und seine Frau aufeinander losgegangen sind(ein befreundetes Paar) und ich versuchte ihnen immer wieder zu erklären, das nicht "sie" sich gegenseitig in diesem Moment hassen, sondern sie nur durch ihre inneren Einstellungen, die von ihren jeweiligen alten Kamellen bestimmt wurden, dazu regelrecht gezwungen wurden, aufeinander loszugehen.

Sie mit ihrer messerscharfen Logik und nadelspizem Verstand verletzte seinen Stolz und sein Ehrgefühl so, das er ausrastete und sie schlug...

Und sie merkte es einfach nicht, das es Zeit wäre, mit den Sticheleien aufzuhören.. So nahm die Geschichte ihren Lauf.

Gesten hatte ich ihnen zusammen einen Brief geschrieben und es ihnen nochmals ganz genau versucht zu erklären, wie ich das von "aussen" erlebte und sie gebeten, sich bitte das mal in Ruhe zu überlegen, bevor sie entgültige Schlüsse ziehen...


Weisst du wie depremierend das manchesmal sein kann?



Wie muss ich mir gemäss der Farbenlehre die Interferenz von Photonen oder Elektronen im Doppelspalt-Experiment vorstellen?

Grüsse, rene


In etwa so, das du jeder Grundfarbe eine entsprechende Wirk-Ausrichtung zuschreibst,

Jeweils in X, in Y und in der Z-Achse.

Jede Grundfarbe entspricht einer einzelnen Wirkrichtung, die zu den anderen im 90° Winkel versetzt angeordneten Wirkrichtungen jeweils ihre Wirksamkeit zeigt. Treten nun aus verschiedenen Richtungen gleichzeitig entsprechende Wirkungen auf, so ergeben sie ein dreidimensionakes Wirk-.Geschehen, das entsprechend in Erscheinung tritt, je nachdem diese Wirkrichtungen in ihren jeweiligen Stärken zueinander gemischt wirksam sind.

Statt einem Farbspektrum wird also ein Wirkspektrum aktiv.


JGC

[M_Paehlke]

Moin,
danke euch noch mal...

Endlich wieder Zeit. Danke für die Geduld. So leicht gebe ich nicht auf.
Zu der Farbenlehre(JGC) kann ich leider noch nicht Stellung nehmen.
Noch mal zur Verdeutlichung, das es auch Unqualifiziertere wie ich nachvollziehen können:
Wenn ich nun annehme, dass der Weg des Photons in einem 'Vakuum' in dem wirklichen DS zusätzlich(wohl bestimmend ausschließlich[von 0 bis >0]) von einem Medium bestimmt wird, welches wir nicht kennen, in dem jedoch Wellen ausgelöst werden können(wie wir sie kennen), hätte ich dann nicht dieselben Messergebnisse, wie, wenn ich zusätzlich davon ausgehe, dass der Geschwindigkeitsverlust, den das Teilchen durch verursachen der Welle erleidet für uns nicht messbar ist(wir diesen noch nicht messen konnten), und der Weg des Teilchens durch die vom Teilchen ausgelöste Welle bestimmt wird?

So wüssten wir um verschiedenes noch nicht, jedoch das Prinzip der Mechanik wäre verstehbar. Warum, wäre es eher ausschließlich falsch anzunehmen, es gäbe ein Unbekanntes Medium mit einer Geschwindigkeitsverlusterklärung als anzunehmen, dass sich etwas ohne Grund ohne Energieaufwand verändert, oder verhält?

Wie gesagt, es ist leichter, sich etwas abgelenkt(z.B. durch Wellen) vorzustellen, als sich etwas vorzustellen, was sich verändert, ohne 'erkennbaren' Energiewechsel + - ?
Und, weiß jemand, wie zeitversetzt die Photonen auftreffen, wie lang ihr Weg war, hieraus müsste hervorgehen, dass sie nicht jeden möglichen Weg genommen haben können. Gut, wie schnell Licht beschleunigt, weiß ich nicht, und wie viel Energie ist nötig, um etwas mit der Masse(Licht-Photon) von annähernd 0 in exakt 0 Sekunden auf Lichtgeschwindigkeit zu beschleunigen, weiß ich auch nicht, deswegen sei hier die Wegablenkung der Wellen gleich 0 gesetzt, trotzdem bleibt doch der Weg und die Zeit länger...?

By the way,
Ein anderes Gedankenexperiment:
Warum das Bein nicht abfällt?
Wenn ich ein Bein über das andere schlage, den Unterschenkel des einen
Beines also beschleunige, sich dieses also in einer (bisher)nicht messbar
anderen Zeit befindet, quasi verschieden schnell altert, warum fällt es dann
nicht einfach ab?
Was für eine zeitliche Diskrepanz ist notwendig, um physikalisch aneinander
'haftende' Teile zu entzweien? Bzw. ist die Kraft die wir aufwenden um
etwas zu entzweien, das unbedingte Äquivalent dazu? Ist es vielleicht so,
dass wir den Zusammenhalt einer Sache nur entzweien können, indem wir
mit dem verübtem Kraftaufwand nicht nur den physikalischen
Zusammenhang der 3 Dimensionen(Raum) entzweien sondern auch Kraft
auf die 4.te Dimension(Zeit) verwenden? Hilft mir hier die Vorstellung eines
'Abriss' weiter? Wenn verschiedene Geschwindigkeiten letztendlich
verschiedene Zeiten/Abläufe bedeuten... als es dann unzählbar viele
verschiedene Zeiten in einem Qubikmeter Raum gibt,...

Die Kraft, die ich brauche, um ein Stück Eisen zu zerreißen, müsste
demnach größer sein, als die Kraft die allein nötig ist um die physikalischen
Eigenschaften zu entzweien, vielleicht auf der Erde kaum messbar /
vielleicht Höhendifferenz und damit Geschwindigkeitsdifferenz? Nun, hier ...
wenn ich auf einer Erdkugel, die sich gen Osten dreht, müsste ich die Kraft,
die Richtung Westen ein Objekt entzweien soll, dann wohl höher ansetzen,
nicht aus dem alleinigen Grund der Überwindung des Zeitunterschiedes...?

Oha, da mach ich mir noch mal Gedanken...
Und ,
ich danke M_Paehlke;

[JGC]

Hi...

@ M_Paehlke

Zu:

Wenn verschiedene Geschwindigkeiten letztendlich
verschiedene Zeiten/Abläufe bedeuten... als es dann unzählbar viele
verschiedene Zeiten in einem Qubikmeter Raum gibt,...


Genau das ist der Haken an der Geschichte...

Meiner Ansicht nach bildet jedes Bezugssystem seine eigene Zeit aus(in Form seines statischen Trägheitsfeldes?)

All die "Elementarzeiten" fügen sich zu den "betrachteten" Zeiten, je nachdem, in welchen Grössenordnungen man den zeitlichen Maßstab anlegt...


JGC

[art]

Tag auch
Die Idee mit der Tonne finde ich im Prinzip nicht schlecht. Ich würde das Experiment allerdings etwas modifizieren:
Man öffne die Tonne nach unten so das von unten Luft einströmen kann, baue ein engmaschiges Sieb ein durch den der Sand nicht hindurchfällt und fülle eine nicht zu dicke Schicht Sand auf das Sieb.
Oberhalb der Sandoberfläche in einem gewissen Abstand bringe man die Platte mit dem Doppelspalt an und hänge darüber zwei starke Staubsauger.
Man wird auf der Sandoberfläche an der Stelle wo sich die Saugkraft beider Staubsauger überlagern weniger Sand vorfinden als an anderen Stellen, diese Stellen leuchten gewissermaßen auf. Die Sandoberfläche wäre gleichsam eine Photographie, denn schalten wir denn Staubsauger aus bleibt das Muster im Sand erhalten.
Ohne Sieb und statt Sand Wasser zu nehmen entspräche wohl dann eher der Vorstellung von dem was eine Projektionswand in der Optik ist, solange wir die Staubsauger nicht zu stark einstellen.
Wer sagte noch gleich das es Quellen gäbe aus denen Licht kommt. Es sind wohl eher Abflüsse.

Viele Grüße art