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Alt 05.05.19, 18:01
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TomS TomS ist offline
Singularität
 
Registriert seit: 04.10.2014
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Standard AW: Verständnisfrage zu Spin und Superposition

Zitat:
Zitat von rdang Beitrag anzeigen
Wenn ich es richtig verstanden habe wurde die Quanteneigenschafts des Spins "eingeführt" (der Ausdruck passt jetzt nicht ganz, sorry) um die Multipletts in den Spektrallinien zu erklären.
Jein.

Bohr und Sommerfeld haben in ihrem noch unzureichenden Modell mit klassischen Drehimpulsen argumentiert. Pauli hat erkannt, dass die Drehimpulserhaltung im Kontext der Multipletts nur gültig sein kann, wenn der Elektronenspin halbzahlig ist. Das Stern-Gerlach-Experiment ist ein indirekter Beweis für die diskrete Natur des Spins, d.h. bzgl. einer beliebig vorgegeben Richtung werden immer nur diskrete Drehimpulse gemessen!

Im Zuge der nicht-relativistischen Quantenmechanik folgt die Quantisierung des Drehimpulses auf recht natürliche Weise. Den Spin des Elektrons muss man dagegen recht künstlich hineinbasteln; man erhält die sogenannte Pauli-Gleichung als Erweiterung der Schrödingergleichung. Photonen kann man hier nicht beschrieben.

Im Zuge der relativistischen Quantenmechanik folgt der Spin des Elektrons direkt aus der Dirac-Gleichung, der des Photons aus der Quantisierung der Maxwellschen Theorie; beides zusammen führt zur Quantenelektrodynamik.

Zitat:
Zitat von rdang Beitrag anzeigen
Wenn ich alles richtig verstanden habe können nur Elemente mit ganzzahligen Spin (also Bosonen) die Eigenschaft der Superpostion aufweisen.
Ich denke, du verwechselst da etwas.

Superposition besagt im weitesten Sinne, dass einem einzelnen Quantenobjekt verschiedene, sich klassisch gegenseitig ausschließende Eigenschaften gewissermaßen gleichzeitig zukommen, bzw. dass man es zumindest in diesem Sinne mathematisch beschreiben muss. Z.B. kann ein Photon nach links und auch nach rechts laufen (bzw. beide Anteile enthalten); ein Elektron kann sowohl an diesem als auch an jenem Ort sitzen (...); ein Atomkern kann sowohl zerfallen sein als auch nicht (...)

Was nur für Bosonen gilt, jedoch aufgrund des Paulischen Ausschließungsprinzips nicht für Fermionen ist, dass mehrere Quantenobjekte sich im selben Zustand befinden. Z.B. kann ein in einem Atom gebundenes Elektron nicht den selben Zustand einnehmen wie ein weiteres, ebenfalls an diesem Atom gebundenes Elektron, wohingegen zwei (oder sogar beliebig viele) Photonen den selben Zustand einnehmen können, z.B. in einem Laser.
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Niels Bohr brainwashed a whole generation of theorists into thinking that the job (interpreting quantum theory) was done 50 years ago.
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