Quantenspalt&Impuls

[Benjamin]

Zitat von Eyk van Bommel

JoAx sprach ja von Anregung, die findet nicht automatisch statt wenn das Licht durch ein Gas/Luft „stiefelt“?

Was meinst du mit Anregung? Wenn ein Photon ein Molekül oder Atom oder was auch immer anregt, ist es verschwunden! Ein Photon ist die kleinste Anregung des elektromagnetischen Feldes. Ein Photon kann sich weder teilen, noch kann es beim Vorbeilaufen Materie anregen, da es ja die kleinste Anregung ist, und wenn das Photon Materie anregt, wird es dabei unweigerlich zerstört.

[Eyk van Bommel]

Dann gehst du davon aus, dass das Licht wenn es durch das Glas wandert, ständig vernichtet und neu gebildet wird

[amc]

Zitat von Benjamin

Ein Photon ist die kleinste Anregung des elektromagnetischen Feldes. Ein Photon kann sich weder teilen, noch kann es beim Vorbeilaufen Materie anregen...

Die Energie eines Photons ist je bekanntlich, abhängig von der Frequenz, ein vielfaches von h - es kann also, wie du sagst, nicht einen Teil der Energie abgeben, und dann rotverschoben weiterfliegen? Ich weiß es nicht, frage nur ...

[Benjamin]

Zitat von Eyk van Bommel

Dann gehst du davon aus, dass das Licht wenn es durch das Glas wandert, ständig vernichtet und neu gebildet wird

Ja, das kommt der Sache am nähesten! Wobei dieses ständige Vernichten und Erzeugen nicht beobachtet werden kann. Entscheidend ist, dass die Frequenz des Photons vor dem Eintritt in das Glas und nach dem Austritt aus dem Glas dieselbe ist. Das beobachtet man auch! Und es bedeutet, dass das Photon dem Glas keine Energie übertragen hat. Die Gesamtenergie des Glases ist vor und nach dem Durchlaufen des Photons die gleiche.

Wie gesagt, die Möglichkeiten wie ein Photon sich verhalten kann, bestimmen das beobachtete Verhalten desselben. Beim DS ist es so, dass nur die Möglichkeit, dass das Photon durch einen zweiten Spalt laufen könnte, das Gesamtergebnis verändert. Erst wenn du die Möglichkeit, dass das Photon durch einen zweiten Spalt laufen könnte, völlig ausschließt, wirst du kein Interferenzmuster mehr sehen. Je größer diese Wahrscheinlichkeit wird (bis 50%), umso schöner wird das Interferenzmuster sichtbar.

[Eyk van Bommel]

Entscheidend ist, dass die Frequenz des Photons vor dem Eintritt in das Glas und nach dem Austritt aus dem Glas dieselbe ist. Das beobachtet man auch! Und es bedeutet, dass das Photon dem Glas keine Energie übertragen hat. Die Gesamtenergie des Glases ist vor und nach dem Durchlaufen des Photons die gleiche.

Das ist klar. Nur halte ich es für fraglich, dass die Beschreibung „statthaft“ ist. Nach einer Anregung ist für mich die Richtung der Emission des Photons nicht vorhersagbar. Dies ist in einem durchlässigen Medium aber nicht der Fall?

Ich ging davon aus, dass das Licht in einem durchlässigen Medium durch das EM-Feld nur abgelenkt wird ohne Impulsübertrag (im Sinne eines elastischen Stoßes zweier gleichschwerer-/Träger Teilchen).

Hier von Anregung zu sprechen halte ich für falsch Dies liegt womöglich an meinem chemisch-physiklaischen Hintergrund

Gruß
EVB

[Benjamin]

Zitat von Eyk van Bommel

Ich ging davon aus, dass das Licht in einem durchlässigen Medium durch das EM-Feld nur abgelenkt wird ohne Impulsübertrag (im Sinne eines elastischen Stoßes zweier gleichschwerer-/Träger Teilchen).

Zunächst einmal wird Licht von einem em Feld nicht beeinflusst. Es sind die Elektronen der Materie, die mit Licht in Wechselwirkung treten. Hier von einem klassischen Stoß zu sprechen, wäre zu sehr vereinfacht, wenngleich es auch solche Analogieschlüsse gibt, wo Photon-Elektron-WW wie ein relativistischer Stoßprozess von Teilchen beschrieben wird.
Aber auch so eine Beschreibung trifft die Natur nicht exakt.

Nach einer Anregung ist für mich die Richtung der Emission des Photons nicht vorhersagbar. Dies ist in einem durchlässigen Medium aber nicht der Fall?

Die Emission eines einzelnen Photons ist zu tiefst unvorhersehbar, vor allem die Richtung desselben. Wie schon gesagt, Photonen bewegen sich nicht wie klassische Teilchen auf einer geraden Bahn durch den Raum. Sie bewegen sich noch nicht einmal auf einer krummen oder irgendeiner beliebigen Bahn, sie bewegen sich auf gar keiner Bahn. Sie breiten sich wie Wellen aus. Das ist die exakteste Vorstellung über die Bewegung von Licht, die wir haben. Auch im Glas ist es nicht anders. Dh. auch dort bewegt sich Licht quasi in alle Richtungen, und erst aus den Überlagerungen aller Möglichkeiten (Streuungen mit eingeschlossen), die im Glas geschehen können, ergibt sich dann die resultierende Welle, wie wir sie klassisch beobachten, mit Ausbreitungsrichtung, Reflexions- und Absorptionskoeffizient, usw. Sogar die Reflexion an einem Spiegel mit dem berühmten Gesetz, dass Einfallswinkel gleich Ausfallswinkel ist, ist eine Folge von allen möglichen Überlagerungen. Klassisch nennt man das das Huygensschen Prinzip. Es gilt im Grunde auch in der QFT, jedoch noch weiter verallgemeinert und vor allem quantisiert!

[Eyk van Bommel]

Mache aber nicht den Fehler, dir vorzustellen, da gäbe es ein Teilchen, das sich entweder auf dem Weg A oder auf dem Weg B befindet. Das gibt es nämlich nicht! Die korrekte Beschreibung der Lichtausbreitung gelingt über eine Wellenfunktion. Genauer heißt das: Eine Angabe über Ort und Zeit einer elektromagnetischen Wechselwirkung gehorcht einer Wellengleichung, und diese ist für Weg A und B definiert.

Ich hätte ja kein Problem damit, aber...

Das wirklich Außergewöhnliche liegt nun in dem Umstand, dass wir aus dieser Wellengleichung nur erfahren mit welcher Wahrscheinlichkeit eine solche Wechselwirkung eintritt.

Mein Problem ist ja, dass das Photon nur „spürt“ dass seine Anwesenheit detektiert worden wäre (hätte es nur den anderen Weg eingeschlagen). Es findet aber keine (messbare) Wechselwirkung auf dem „anderen Weg“ statt ("mit der zweitenhälfte der Welle")

Das Photon trifft am Schirm mit voller Intensität auf. Was hat sich geändert und wie?? Welche Information lässt das Photon lokalisieren? Und wie schnell? Erst am theoretischen „Treffpunkt?“

Mir hat es den Anschein als wären die beiden Wellen (Aufenthaltswahrscheinlichkeiten) verschränkt?

Gruß
EVB

[Benjamin]

Zitat von Eyk van Bommel

Mein Problem ist ja, dass das Photon nur „spürt“ dass seine Anwesenheit detektiert worden wäre (hätte es nur den anderen Weg eingeschlagen). Es findet aber keine (messbare) Wechselwirkung auf dem „anderen Weg“ statt ("mit der zweitenhälfte der Welle")

Das Photon trifft am Schirm mit voller Intensität auf. Was hat sich geändert und wie?? Welche Information lässt das Photon lokalisieren? Und wie schnell? Erst am theoretischen „Treffpunkt?“

Pass auf! Ich geb dir ein Modell, das all diese Fragen erklären kann:
Stell dir vor, Licht besteht aus einem Teilchen, dem Photon, und einer Welle, auf der es sozusagen schwimmt. Das Photon kann nur dort sein, wo die Welle ist, und die Welle breitet sich ganz normal, wie eine em Welle aus. Das heißt, sie wird gestreut, gebeugt und interferiert. Sie kann aber Materie nicht beeinflussen, das kann nur das Photon, und zwar immer mit voller Energie hf.

Ich gebe zu, dieses Modell habe ich geklaut, es stammt von Louis de Broglie und David Bohm. Und es kann den DS so erklären, wie du es gern hättest. http://de.wikipedia.org/wiki/Bohmsche_Mechanik

[JoAx]

Zitat von Benjamin

...
Kannst du mir das erklären?

Ich kann's ja versuchen, Benjamin. (Wie ich das sehe, zumindest )

Ein Gedankenexperiment mit einer Art Michelson-Morley-Interferometer, also.

1. Beide Röhre sind evakuiert -> Interferenz

2. Ich lasse in eine der Röhren 3 Moleküle, die, falls es zu einer WW mit dem Lichtquant kommt, mir das "verraten" würden.
Ist da die bloße Möglichkeit einer WW gegeben? - Ja.
Ist die Interferenz in jedem Fall zerstört? - Nein. Nur wenn die WW tatsächlich stattgefunden hat. (Vlt. auch dann, wenn die WW tatsächlich hätte stattfinden können/sollen? Ist eine Frage.)

3. Eine der Röhren wird geflutet. (Dein Fall.)
Ist da die bloße Möglichkeit einer WW gegeben? - Nein. D.h. - wenn das Photon durch die geflutete Röhre geht, dann ist die Wahrscheinlichkeit einer WW praktisch 100%. Das würde ich nicht mit - Möglichkeit zur WW - bezeichnen. "Sehe" ich nichts, bedeutet es definitiv, dass das andere Rohr "genommen wurde".
Ist die Interferenz in jedem Fall zerstört? - Ja.
Hier ist immer die Möglichkeit gegeben an Welcher-Weg-Information zu kommen. Selbst dann, wenn man es gar nicht möchte. "Das zerstört die Interferenz". (Auch dann, wenn man nicht hin sieht. )

So, meine ich, wäre es korrekt "beschrieben". imho


Gruß, Johann

[JoAx]

Zitat von Eyk van Bommel

Ich habe mich wohl nicht klar ausgedrückt.
...

Dadurch ist es aber auch nicht klarer geworden, Eyk.
Kannst du dein Gedankenexperiment, sein Aufbau bitte so einfach wie möglich aber exakt beschreiben? Eine Zeichnung würde auch nicht schaden.


Gruß, Johann