|
Schulphysik und verwandte Themen Das ideale Forum für Einsteiger. Alles, was man in der Schule mal gelernt, aber nie verstanden hat oder was man nachfragen möchte, ist hier erwünscht. Antworten von "Physik-Cracks" sind natürlich hochwillkommen! |
|
Themen-Optionen | Ansicht |
#21
|
|||
|
|||
AW: Quantenphysik in 15 Minuten?
Will denn keiner mehr antworten?
|
#22
|
|||
|
|||
AW: Quantenphysik in 15 Minuten?
Zitat:
Wenn z.B. ein Atom Energie in Form von zwei Photonen abgibt, können diese verschränkt sein. Verschränkt bedeutet hier, sie müssen voneinander abhängige, bzw. zueinander korrelierte Eigenschaften aufweisen, wenn man sie misst. Um die Erhaltungssätze zu erfüllen, müssen sie diese Korrelationen aufweisen und sie tun es tatsächlich, egal wie weit sie sich voneinander entfernt haben. Es scheint ein instantaner Austausch stattzufinden. Zum Besipiel kann es sein, dass, wenn man die Polarisation des einen Teilchens misst, automatisch klar ist, welche Polarisation das andere Photon aufweisen wird. Und das obwohl die Polarisationen vorher unbestimmt waren und der Zufall im Moment der Messung erst entscheidet. Das bedeutet nun offenbar, dass ein Vorgang der "hier" stattfindet, nicht nur lokalen Einfluss hat, also nicht nur Einfluss auf die unmittelbare Umgebung hat, sondern dass auch das Verhalten weit entfernter Teilchen (eben das der verschränkten Partnerteilchen) von diesem Vorgang abhängig sein kann. Das Verhalten dieser Teilchen weißt einen nichtlokalen Charakter auf. Diese Quantenphänomene stehen aus dem Grund nicht im Widerspruch zum Kausalitätsprinzip und widersprechen Einstein deshalb nicht, weil dabei niemals Informationen übertragen werden können, und so niemals Situationen entstehen, die unklare kausale Zusammenhänge erzeugen. Zur Wahrscheinlichkeit: Ja, das steht auch im Zusammenhang mit der Unschärferelation. In der klassischen Physik ging man davon aus, dass Ort und Impuls eines Teilchens mit theoretisch beliebiger Genauigkeit bestimmbar wären. Heisenberg hat hier Grenzen gesetzt. Es ist auch so, dass Ort und Impuls offenbar nicht nur nicht beliebig genau bestimmbar sind, sondern sie sind auch offenbar tatsächlich nicht bestimmt, bis man sie misst (unter Einhaltung der nicht zu umgehenden Unschärferelation natürlich), bzw. bis sie in Wechselwirkung mit der Umgebung treten. Es lassen sich auf Quantenebene nur noch Wahrscheinlichkeiten für zu erwartende Ereignisse angeben, der strikte Determinismus ist hier ausgehebelt und es regiert der Zufall, so wird dies üblicherweise gesehen. In der Quantenphysik wurde die Wellenfunktion eingeführt, mit der sich die Wahscheinlichkeiten für die verschiedenen zu erwartenden Ereignisse ausdrücken lassen. Die Schrödinger-Gleichung beschreibt, wie sich diese Wahrscheinlichkeiten im Laufe der Zeit verändern. Das faszinierende ist nun der Zusammenhang zwischen der Wellenfunktion (den Wahrscheinlichkeiten) und der Nichtlokalität. Wenn ein Vorgang "hier" dazu führt, dass sich Änderungen in den Wahrscheinlichkeiten ergeben, sich also die Wellenfunktion verändert, dann scheinen alle verschränkten "Partner", egal wo sie sind, von dieser Veränderung stets und instantan zu "wissen". Du musst bedenken, dass die Wellenfunktion üblicherweise als reines mathematisches Werkzeug betrachtet wird, zu dem es keine reale Entsprechung in unserer Welt gibt. Es ist in jedem Fall so, dass die Nichtlokalität und die Wellenfunktion Fragen aufwerfen, die bisher nicht geklärt sind und es teilweise eine Frage der Interpretation ist. Man könnte sagen, die ontologische Aussage bleibt offen. Aber wir können ja bereits so beindruckend viel Quantenphysik anwenden, obwohl man nicht alles versteht. Und es ist klar, dass die Quantenphysik recht hat, sie wird gebraucht. Und man kann sie als am besten und widerspruchsfreiesten bestätigte physikalische Theorie bezeichnen. Grüße, amc Ge?ndert von amc (03.11.12 um 11:03 Uhr) |
#23
|
|||
|
|||
AW: Quantenphysik in 15 Minuten?
Gut das hab ich jetzt verstanden, danke amc!
Ich hätte nur noch ein paar Frage zu Planck: Wie kommt Planck auf den Wert des Wirkungsquantums und was genau hat es für einen Nutzen in der Quantenphysik? Wie kann ich das möglichst einfach erklären / ist es überhaupt so wichtig, das zu erwähnen? Grüße, Neutrino |
#24
|
|||
|
|||
AW: Quantenphysik in 15 Minuten?
Zitat:
|
#25
|
|||
|
|||
AW: Quantenphysik in 15 Minuten?
Zitat:
Eine relativ gute Einführung findest Du hier, bei Wikipedia natürlich auch, Gruß, Timm
__________________
Der Verstand schafft die Wahrheit nicht, sondern er findet sie vor - Aurelius Augustinus |
#26
|
|||
|
|||
AW: Quantenphysik in 15 Minuten?
Super danke!
Ab welcher Größeneinheit beginnt eigentlich die Quantenmechanik? Ich würde schätzen ab dem Molekül, also das Molekül ausgeschlossen (ab 10^-4 m), stimmt das? Ge?ndert von Neutrino (02.11.12 um 18:08 Uhr) |
#27
|
||||
|
||||
AW: Quantenphysik in 15 Minuten?
Zitat:
So weit ich weiss, ist das Problem bei noch größeren Objekten die Isolation von der Umgebung und damit das Ausschliessen von Wechselwirkungen mit ebendieser. Stichwort: Dekohärenz. http://de.wikipedia.org/wiki/Dekoh%C3%A4renz Grüsse, Marco Polo |
#28
|
|||
|
|||
AW: Quantenphysik in 15 Minuten?
Wie auch immer du es letztendlich machst, ich bin recht sicher, du wirst es ganz gut hinkriegen. Versuche in jedem Fall darauf zu achten, die Leute (und dich selbst) nicht zu verwirren und die Dinge, die (für deine Präsentation) sekundär erscheinen, weg zu lassen.
Es lässt sich auch meistens nur über das gut referieren, was man selber versteht (zumindest halbwegs). Sonst wird man unsicher. Wenn du versuchst, dich darauf zu konzentrieren und dies gut darstellst, ist es vermutlich schon mehr als ausreichend. Ich denke auch, konzentriere dich überwiegend auf ein Experiment (vielleicht mit Varianten - aus dem DS lässt sich schnell ein Quantenradierer machen), und nehme dies evtl. auch als Thema. Dann ist klar, worum es geht. Und an RoKo's Hinweis anlenend - lege dabei vielleicht drei (+-) wesentliche Punkte fest, die du herausarbeiten möchtest und die nach Möglichkeit bei dem einen oder anderen Zuhörer danach in Erinnerung bleiben sollen. Und wenn du dies als Hauptteil bestimmst, kannst du deine Präsentation hiervon ausgehend strukturieren. Du siehst dann, wie viel Zeit du dafür brauchst und wie viel Zeit dir für den "Rest" bleibt, bzw. an welcher Stelle (während du das Experiment darstellst) es möglicherweise sinnvoll erscheint, einzuhaken und ein paar Hintergrundinformationen zu liefern. Und du erkennst dann vielleicht auch, welche Dinge du vor dem Experiment kurz darstellen solltest, damit es verstanden werden kann, und welche Dinge hier nur stören und dann ggf. nach dem Experiment erst vorkommen sollten, wenn überhaupt. Falls du den DS nimmst, ist sicher ein entscheidender Punkt der Welle-Teilchen-Dualismus und die Frage, ob Licht aus Teilchen oder Wellen besteht. Hierzu kannst du kurz die Geschichte erwähnen. Z.B. hat Thomas Young zur Klärung dieser Frage 1802 erstmals einen DS-Versuch durchgeführt. http://de.wikipedia.org/wiki/Welle-T...e_Anf.C3.A4nge Und diese Fragestellung mündet dann bei Planck und Einstein (ja, es gibt Lichtteilchen), bei de Broglie (ja, auch bisher nur als Teilchen gedachte Objekte besitzen Wellencharakter), und in der quantenmechanischen Deutung dieses Dualismus. http://de.wikipedia.org/wiki/Welle-T...uantenmechanik Bei allem ist natürlich das Wichtigste, dass du es so machst, wie es für dich richtig bzw. sinnvoll erscheint, und womit du dich sicher fühlst. Hast du noch ein paar Tage oder macht ihr das jetzt schon Anfang dieser Woche? Das sollte man sicherhaltshalber nochmal aufgreifen. Willst du erwähnen, dass dies eine durch die Geschichte der Quantenphysik aufgeworfene und berühmt gewordene Frage ist? Oder wie meinst du das? Ich verweise dazu auf die auch schon von Marco angesprochene Dekohärenz: http://de.wikipedia.org/wiki/Welle-T...he_Betrachtung Zitat:
Es gibt auch die Ansicht, dass "Realität" erst im menschlichen Bewusstsein stattfindet. Somit wäre der Mond nicht da, wenn niemand hinsieht. Das sind aber meist extreme Ansichten. Grüße, amc Ge?ndert von amc (04.11.12 um 01:55 Uhr) |
#29
|
|||
|
|||
AW: Quantenphysik in 15 Minuten?
Zitat:
Zitat:
Ich glaub, dass es vielleicht etwas zum Verständnis weiterhilft ein Beispiel im Makrokosmos zu nennen. Tatsache ist ja, dass auch die Teilchen vom Mond vor einer Messung nur Wahrscheinlichkeitswellen sind, oder? Aber ich würde natürlich sagen, dass es ein extremer Vergleich ist. Eine Frage hätte ich noch zu einem Gedankenexperiment, das ich mir ausgedacht habe, also ob das funktionieren würde: Ich nehme eine kleine Kiste, in die ich ein Elektron lege. Ich verschließe die Kiste und Teile sie in dier Mitte ohne das Elektron zu betrachten/messen. (nun ist es in beiden als Wahrscheinlichkeitswelle 50/50) Dann nimm ich eine Kiste mit auf die andere Seite der Erde und egal welche Kiste man zuerst öffnet, man wird immer das Elektron finden, weil man dann die Welle kollabieren lässt und erst dann den Standort festlegt. Stimmt das? Grüße, Neutrino |
#30
|
|||
|
|||
AW: Quantenphysik in 15 Minuten?
Zitat:
Zitat:
Übrigens gibt es auch eine Wahrscheinlichkeit, das Elektron außerhalb der Kiste nachzuweisen; das ist der quantenmechanisch Tunneleffekt. Teilchen können in der Quantentheorie Barrieren durchtunneln, die in der klassischen Physik unüberwindbar sind: http://de.wikipedia.org/wiki/Tunneleffekt Wäre vielleicht auch eine Erwähnung wert. Ge?ndert von Hawkwind (04.11.12 um 12:24 Uhr) |
Lesezeichen |
|
|