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Quantenmechanik, Relativitätstheorie und der ganze Rest. Wenn Sie Themen diskutieren wollen, die mehr als Schulkenntnisse voraussetzen, sind Sie hier richtig. Keine Angst, ein Physikstudium ist nicht Voraussetzung, aber man sollte sich schon eingehender mit Physik beschäftigt haben.

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  #1  
Alt 06.01.08, 19:21
CeBe CeBe ist offline
Newbie
 
Registriert seit: 06.01.2008
Beiträge: 2
CeBe eine Nachricht über ICQ schicken
Frage Anwendung der Quantenphysik im Alltag

Hi ich bin zur Zeit Schüler an einem Gymnasium und hab im Rahmen meiner Seminarfacharbeit zum Thema Quantenphysik eine Frage:

Wir benötigen ein paar Anwendungsbeispiele der Quantenphysik aus unserem heutigen "Alltag". Es gibt zwar immer wieder Verweise darauf, dass Aspekte davon beim Laser oder Photodioden verwendet werden oder,dass sich damit ein Teil der Photosynthese erklären lässt.
Jedoch steht bei solchen Beiträgen/Arbeiten selten/nicht welcher Teil der Quantenphysik dafür genau herangezogen wurde.

Somit wollte ich fragen ob jemand ein Anwendungsbeispiel aus dem Alltag kennt, bei welchem er mir den Aspekt der Quantenphysik nennen kann, welcher dafür bedeutsam ist. (Quantencomputer un Laser ausgenommen).
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  #2  
Alt 07.01.08, 11:35
Benutzerbild von quantquant
quantquant quantquant ist offline
Profi-Benutzer
 
Registriert seit: 01.05.2007
Ort: Ismaning bei München
Beiträge: 226
Standard AW: Anwendung der Quantenphysik im Alltag

Hi CeBe,

z. B. das Bändermodell, also die quantenmechanische Beschreibung
der elektronischen Struktur von Festkörpern. Konkrete Beispiele:

Fotovoltaik
http://www.quanten.de/fotovoltaik.html

und als wichtigste Anwendung überhaupt (ohne würde dein Computer nicht funktionieren):
http://de.wikipedia.org/wiki/Transistor

Gruß,

quantquant
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To boldly go where no man has gone before.
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  #3  
Alt 07.01.08, 14:25
Uli Uli ist offline
Singularität
 
Registriert seit: 01.05.2007
Beiträge: 1.798
Standard AW: Anwendung der Quantenphysik im Alltag

Zitat:
Zitat von CeBe Beitrag anzeigen
Hi ich bin zur Zeit Schüler an einem Gymnasium und hab im Rahmen meiner Seminarfacharbeit zum Thema Quantenphysik eine Frage:

Wir benötigen ein paar Anwendungsbeispiele der Quantenphysik aus unserem heutigen "Alltag". Es gibt zwar immer wieder Verweise darauf, dass Aspekte davon beim Laser oder Photodioden verwendet werden oder,dass sich damit ein Teil der Photosynthese erklären lässt.
Jedoch steht bei solchen Beiträgen/Arbeiten selten/nicht welcher Teil der Quantenphysik dafür genau herangezogen wurde.

Somit wollte ich fragen ob jemand ein Anwendungsbeispiel aus dem Alltag kennt, bei welchem er mir den Aspekt der Quantenphysik nennen kann, welcher dafür bedeutsam ist. (Quantencomputer un Laser ausgenommen).
Ich weiss nicht, was zum "Alltag" zählt.
Aber das Verständnis der Chemie, was Bindungen angeht, basiert komplett auf der Quantenphysik. Das Periodensystem der Elemente z.B. kann durch die Atomphysik begründet werden ("Orbitale", "Schalen" etc.).

Daraus folgt z.B. für den Alltag, warum Edelgase kaum chemische Verbindungen eingehen, unlöslich sind etc.
Edelegase

Gruss, Uli
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  #4  
Alt 07.01.08, 18:50
Benutzerbild von quantquant
quantquant quantquant ist offline
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Registriert seit: 01.05.2007
Ort: Ismaning bei München
Beiträge: 226
Standard AW: Anwendung der Quantenphysik im Alltag

Hi Uli, Hi CeBe,

aus der Sicht "im Alltag" wörtlich genommen, also ohne Technologie, habe ich es vorher noch nicht betrachtet.

Wo beeinflusst QM unser Leben, auch schon vor der Industrialisierung?

Mir ist die Wasserstoffbrückenbindung eingefallen, sicherlich ein quantenmechischer Effekt, der in der VB (Valence Bond) oder MO (Molecular Orbital) Theorie in der Molekülphysik/Quantenchemie beschrieben wird. Ohne Wasserstoffbrückenbindung gäbe es kein flüssiges Wasser auf der Erde und damit wohl auch kein Leben - nirgends im Universum. Denn ein anderer Stoff als Wasser mit vergleichbaren Eigenschaften (chemisch inert, also wenig reaktionsfreudig, gleichzeitig sehr gutes Lösungsmittel) ist nicht bekannt und wohl auch nicht vorstellbar. Alle anderen Kandidaten im Periodensystem sind zu instabil oder reaktiv. Vielleicht der wichtigste QM-Effekt???

Viele Grüße,

Günter
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  #5  
Alt 07.01.08, 20:35
Lorenzy Lorenzy ist offline
Singularität
 
Registriert seit: 01.05.2007
Beiträge: 1.493
Standard AW: Anwendung der Quantenphysik im Alltag

Zitat:
Zitat von CeBe Beitrag anzeigen
Somit wollte ich fragen ob jemand ein Anwendungsbeispiel aus dem Alltag kennt, bei welchem er mir den Aspekt der Quantenphysik nennen kann, welcher dafür bedeutsam ist. (Quantencomputer un Laser ausgenommen).
Ist zwar noch nicht ganz Alltag, aber vielleicht wäre noch die Quantenkryptografie zu erwähnen.
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  #6  
Alt 07.01.08, 21:43
quick quick ist offline
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Beiträge: 742
Standard AW: Anwendung der Quantenphysik im Alltag

Hallo CeBe,

von quantquant und uli hast Du schon ein paar Beispiele bekommen.
Die Wasserstoffbrückenbindung gehört sicherlich zu den wichtigsten Tatsachen. Ich würde sogar soweit gehen und sagen, dass jegliche bindende und nichtbindende Wechselwirkung zwischen Materie durch die Quantenphysik/Chemie prinzipiell erklärt werden kann, -Gravitation (noch) ausgenommen.

Aber Du hast ja explizit nach Anwendungen im Alltag gefragt.
Bei den bisher genannten Beispielen werden quantenphysikalische Effekte/Eigenschaften eher indirekt angewendet, weil sie die Eigenschaften der Materie in bestimmter Weise verändern. Das kannst Du beim Puddingkochen/Mayonnaisemachen beobachten, oder wenn du mit Klebstreifen etwas zusammenpappst, es gibt da unendlich viel...
Ein quantenmechanischer Effekt, der eher direkt und weitreichend in Erscheinung treten kann, ist der Ferromagnetismus.
Der wird ganz ausgeklügelt z.B. bei Festplatten verwendet, Stichwort "Giant Magnetoresistance".

mfg
quick
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  #7  
Alt 07.01.08, 23:02
Benutzerbild von Hamilton
Hamilton Hamilton ist offline
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Standard AW: Anwendung der Quantenphysik im Alltag

Ein paar Beispiele:

Mit der Quantenmechanik ist die Form der Moleküle erklärbar- z.b. warum Schneeflocken so aussehen, wie sie aussehen

Der schwarze Körper, also das Planck'sche Abstrahlungsgesetz, ist nur mit quantenmechanischer Betrachtung erklärbar. Dies ist sogar sehr generell, da jeder Körper mit T>0K nach Planck EM-Strahlung abgibt.

Spektroskopie in (fast) jedweder Form. Also z.B. die Farben in einer "weißen" LEuchtstoffröhre.

Warum es Leiter und Nichtleiter (und Halbleiter) gibt. Also Bändermodell.

Natürlich die Laser- die sind ja inzwischen wirklich überall im Alltag, also in jedem CD/DVD/Bluray etc.. Laufwerk.

Kernspintomographie (MRT)

LEDs oLEDs, Photovoltaik Photodioden, CCD Chips (Grundlage aller Digitalkameras)



jetzt fällt mir nichts mehr ein.
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"Wissenschaft ist wie Sex. Manchmal kommt etwas Sinnvolles dabei raus, das ist aber nicht der Grund, warum wir es tun."
Richard P. Feynman
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  #8  
Alt 07.01.08, 23:07
Benutzerbild von Hamilton
Hamilton Hamilton ist offline
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Registriert seit: 02.05.2007
Ort: Deutschland
Beiträge: 447
Standard AW: Anwendung der Quantenphysik im Alltag

Wasserstoffbrückenbindung ist da aber eigentlich nicht so gut geeignet, weil sie meist einfach nur über die Dipol-Dipol Wechselwirkung erklärt wird.

Du hast zwar recht, aber als "DAS ULTIMATIVE BEISPIEL" würde ich nicht grad die H2-Brückenbindung anführen.
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  #9  
Alt 10.01.08, 19:14
CeBe CeBe ist offline
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Beiträge: 2
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Standard AW: Anwendung der Quantenphysik im Alltag

Dann bedanke ich mich mal für alle die mir Anworten gegeben haben

besonders der Teil über Giant Magnetoresistance wird hoffentlich die Lehrerschaft zufrieden stellen zur Verteidigung das is ziemlich einfach au für normale Lehrer

Bei der Arbeit selbst haben wir auch über phylosophische Aspekte von Determinismus und Zufall geschrieben und sind in einem andren Teil auf Quantencomputer eingegangen, wies damit heut aussieht un wie die Zukunftsentwicklung eingeschätzt wird
da haben die dann viele Punkte abgezogen weil es denen zu tiefgründig war -.-

ach und die Quantenkryptografie haben wir mit drin aber eher bei zukünftigen Entwicklungen

Geändert von CeBe (10.01.08 um 19:31 Uhr)
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  #10  
Alt 13.01.08, 14:51
Benutzerbild von richy
richy richy ist offline
Singularität
 
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Ort: karlsruhe
Beiträge: 4.170
Standard AW: Anwendung der Quantenphysik im Alltag

Tunelleffekt faellt mir noch ein.
Ohne den weuerde die Sonne nicht funktionieren und es gaebe gar keinen Alltag.
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