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Alt 02.02.08, 18:05
Uli Uli ist offline
Singularität
 
Registriert seit: 01.05.2007
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Standard AW: Und wieder mal der Doppelspalt ...

Zitat:
Zitat von AdMo Beitrag anzeigen
Hallo allerseits,

ich habe mich in den letzten Wochen ein bißchen mit der Quantenmechnanik beschäftigt, und bleibe vom Verständnis her leider schon an der Basis hängen, dem berüchtigtem Doppelspaltexperiment.

Vielleicht habe ich aber auch nur die Details des Experimentes nicht richtig verstanden:

Aus einer Elektronenkanone wird ein unbeobachtetes Elektron auf einen Doppelspalt geschossen. Unmittelbar vor dem Erreichen des Doppelspaltes hört das Elektron auf zu existieren und seine mögliche Existenz im Realen kann nur noch durch die Wellenfunktion von Schröder beschrieben werden.
"Schrödinger" bitte statt "Schröder".
Das ist auch sonst ziemlich falsch. Ein Elektron wird in der Quantenmechanik immer durch eine Wellenfunktion beschrieben. Das heisst nun nicht, dass es nicht mehr existiert. Die Wellenfunktion wird einfach benötigt um Vorhersagen für mögliche Messungen am Teilchen machen zu können.

Zitat:
Zitat von AdMo
Aber da ja hinter dem Doppelspalt ein nur durch Wellen zu erzeugendes reales Interferenzmuster entsteht, stellt sich mir die Frage, was hat denn dieses Interferenzmuster erzeugt und was ist durch den Doppelspalt geflogen?
Das ist schon einmal eine gute Frage, die zeigt, dass du mitbekommen hast, wie sehr die Quantenmechanik im Widerspruch zu unserer Allwerweltserfahrung - dem sog. gesunden Menschenverstand - ist.

Die abenteuerlich klingende Folgerung aus dem Interferenzmuster ist, das Elektron ist de facto durch beide Spalte zugleich geflogen. Besser ist es aber, für die Interpretation dieses Experimentes die Wellennatur des Elektrons heranzuziehen. In manchen (den meisten) Experimenten verhält sich das Elektron wie eine Korpuskel (ein winziges Geschoss), in anderen aber wie eine Welle. Das Doppelspalt-Experiment gehört zur letzteren Klasse.

Die Quantenmechanik (Lösungen der Schrödinger-Gleichung) gibt vor, ob sich eine Quant mehr wellenhaft oder eher teilchenartig verhält.

Zitat:
Zitat von AdMo
Ich habe gelesen, dass die schrödingersche Wellenfunktion nichts Reales beschreibt, sondern nur die Wahrscheinlichkeit, wie ein Quant (hier das Eletron) aussehen könnte.
Genauer: das Betragsquadrat der Wellenfunktion ergibt die Wahrscheinlichkeitsdichte, das Elektron bei einer Messung an einem bestimmten Ort vorzufinden. Die Wellenfunktion ist also durchaus von physikalischer Relevanz; experimentell ausgemessen werden kann allerdings nur ihr Betragsquadrat.

Zitat:
Zitat von AdMo
Wie erzeugt etwas nicht Reales wie die Wellenfunktion ein sichtbares Interferenzmuster?
Wenn Wellenfunktionen sich so überlagern / interferieren, dass die Wahrscheinlichkeitsdichte an einem Ort immer Null und an einem anderen immer maximal ist, dann erzeugt das eben die beobachteten Interferenzmuster.

"Kollaps" der Welllenfunktion bedeutet, dass aus einer Wahrscheinlichkeitsverteilung über z.B. verschiedene Orte, wenn eine Ortsmessung ansteht, eine "einsame Spitze" wird, d.h. in so einem Fall (nach einem Kollaps) können wir das Ergebnis einer Messung mit 100%iger Sicherheit vorhersagen, während wir im allgemeinen Fall nur sagen können, mit 70%iger Wahrscheinlichkeit in diesem und jenem Bereich etc..

Nach der Kopenhagener Interpretation der Quantenmechanik reduziert/kollabiert die Messung einer physikalischen Größe die Wellenfunktion derart, dass das Ergebnis einer nachfolgenden Messung dasselbe sein wird.

Mit Hilfe von Messungen kann man also die Wellenfunktion beeinflussen. So erzeugt eine Messung des Ortes eine Wellenfunktion, die in Experimenten eine Teilchen-Interpretation nahelegt. Nach einer Messung der Geschwindigkeit des Elektrons haben wir aber einen Zustand präpariert, der eine Wellen-Interpretation erlaubt.

Ich hoffe, die Beantwortung der restlichen Fragen erübrigt sich jetzt ?

Gruss, Uli
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