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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 02.10.11, 16:46
Eyk van Bommel Eyk van Bommel ist offline
Singularität
 
Registriert seit: 08.07.2007
Beiträge: 3.271
Standard Quantenspalt&Impuls

Habe mir mal wieder zum DS-Experiment Gedanken gemacht.

A) Könnte man nicht am „1/2Durchlässigen Spiegel“ den Impuls messen den das abgelenkte Photon erzeugt?

O.K. komplizierter Aufbau aber….?

Gruß
EVB

EDIT: Ich wollte damit sagen: Es gibt eine Information die am Spiegel erzeugt wird, die es zumindest theoretisch erlaubt den Weg des Photons zu bestimmen nach dem das Photon den DS durchquert hat.
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Phantasie ist wichtiger als Wissen, denn Wissen ist begrenzt. A.E

Geändert von Eyk van Bommel (02.10.11 um 18:34 Uhr)
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  #2  
Alt 04.10.11, 17:15
amc amc ist offline
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Registriert seit: 17.05.2011
Beiträge: 896
Standard AW: Quantenspalt&Impuls

Zitat:
Zitat von Eyk van Bommel Beitrag anzeigen
Könnte man nicht am „1/2Durchlässigen Spiegel“ den Impuls messen den das abgelenkte Photon erzeugt?
...
Ich wollte damit sagen: Es gibt eine Information die am Spiegel erzeugt wird, die es zumindest theoretisch erlaubt den Weg des Photons zu bestimmen nach dem das Photon den DS durchquert hat.
Hallo Eyk,

Du meinst also, warum wird bei einer Totalreflexion keine Welcher-Weg-Info geschaffen wird, die dann interferenzvernichtend ist? Solche Info wird nämlich offensichtlich nicht erzeugt, dass muss am Phänomen Totalreflexion liegen. Wenn man den Impuls misst, so verstehe ich es, müsste man auch ein wenig Energie entziehen. Bei einer Totalreflexion passiert dies wohl nicht.

Hier wurde schonmal fleißig darüber diskutiert, ist noch nicht abgeschlossen: http://www.quanten.de/forum/showthre...2918#post62918


Freundlichst,
AMC

Geändert von amc (04.10.11 um 17:18 Uhr)
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  #3  
Alt 04.10.11, 17:55
Eyk van Bommel Eyk van Bommel ist offline
Singularität
 
Registriert seit: 08.07.2007
Beiträge: 3.271
Standard AW: Quantenspalt&Impuls

Hallo amc,
Zitat:
Du meinst also, warum wird bei einer Totalreflexion keine Welcher-Weg-Info geschaffen wird, die dann interferenzvernichtend ist?
Mir geht es nicht direkt um die Totalreflexion sondern um die Ablenkung eines Photons am halbdurchlässigen Spiegel. Gut ist auch eine Art Totalreflexion..aber im 45° Winkel...

Zitat:
Wenn man den Impuls misst, so verstehe ich es, müsste man auch ein wenig Energie entziehen. Bei einer Totalreflexion passiert dies wohl nicht.
Bei der Totalreflexion wird sogar der doppelte Impulsübertragen. Einmal trifft das Photon auf und beim zweiten Mal wird es "abgestoßen". Richtig ist, dass das reflektierte oder hier das um 45° abgelenkte Photon etwas Rotverschoben wäre, wenn der Spiegel nicht den gesamten Impuls überträgt und selbst etwas abgelenkt wird.

Man könnte dem aber entgegenwirken? Man müsste „nur“ dem Spiegel schon vorher einen Impuls verpassen? Ihn z.B drehen lassen.

Man nimmt einen halbdurchlässigen Spiegel und lässt ihn sich drehen. Wenn der Spiegel stehen bleibt, dann hat das Photon den Weg x genommen – wenn nicht dann Weg A. Alternativ kann er sich auf die Photonenquelle zu bewegen- wenn er stehen bleibt…

Gut der Spiegel müsste sehr, sehr leicht sein – aber theoretisch….



Gruß
EVB
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  #4  
Alt 04.10.11, 22:45
Benjamin Benjamin ist offline
Profi-Benutzer
 
Registriert seit: 14.07.2010
Beiträge: 378
Standard AW: Quantenspalt&Impuls

Zitat:
Zitat von Eyk van Bommel Beitrag anzeigen
EDIT: Ich wollte damit sagen: Es gibt eine Information die am Spiegel erzeugt wird, die es zumindest theoretisch erlaubt den Weg des Photons zu bestimmen nach dem das Photon den DS durchquert hat.
Ich denke, die Impulsunschärfe des Spiegels lässt eine solche Messung nicht zu. Könntest du tatsächlich den Impuls des Spiegels so gut bestimmen, dass sich eine Photonreflexion messen ließe, wäre der Ort des Spiegels wiederum so unscharf, dass er das Interferenzmuster zerstört. Denn damit das Interferenzbild entsteht, muss reflektierte und nicht reflektierte Welle in fester Phasenbeziehung bleiben. Diese feste Phasenbeziehung wäre nicht gegeben, wenn der Ort der Reflexion (also der Spiegel) zu unscharf wäre.

Genau genommen handelt es sich sogar um viele Orte der Reflexion. Physikalisch wird das Photon nicht an der Oberfläche des Spiegels, oder gar an einem bestimmten Ort der Oberfläche reflektiert, sondern an allen möglichen Atomen des Spiegels. Die Überlagerung all dieser Wahrscheinlichkeiten führen erst zur resultierenden Welle wie wir sie beobachten. Der Spiegel als ganzes muss einer Impulsunschärfe unterliegen, die eine Impulsmessung unmöglich macht. Wären die Impulse der Spiegelatome nämlich genauer zu bestimmen, würden die Atome des Spiegel örtlich so unscharf sein, dass der Spiegel seine Eigenschaft verliert.

Ich bin mir eigentlich sicher, dass eine Impulsmessung eines Photons am Spiegel in der Art, dass man zwischen reflektiert und nicht reflektiert unterscheiden könnte, aus quantenmechanischen Gründen unmöglich ist.
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"Gott würfelt nicht!" Einstein

Geändert von Benjamin (04.10.11 um 22:51 Uhr)
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  #5  
Alt 04.10.11, 23:38
amc amc ist offline
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Standard AW: Quantenspalt&Impuls

Zitat:
Zitat von Benjamin Beitrag anzeigen
Ich bin mir eigentlich sicher, dass eine Impulsmessung eines Photons am Spiegel in der Art, dass man zwischen reflektiert und nicht reflektiert unterscheiden könnte, aus quantenmechanischen Gründen unmöglich ist.
Du meinst, ohne dabei die Interferenz zu zerstören (oder meinst du grundsätzlich nicht?) - ja, ganz klar, das geht nicht. Das ist liegt im Wesen der Quantenwelt, die lässt sich nicht austricksen, aber Eyk kann natürlich daran tüfteln bis er grau wird, vielleicht klappts ja doch mal irgendwie


Grüße,
AMC

Geändert von amc (04.10.11 um 23:44 Uhr)
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  #6  
Alt 05.10.11, 01:04
Benutzerbild von richy
richy richy ist offline
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Standard AW: Quantenspalt&Impuls

Wenigstens theoretisch wird so ein Spiegelexperiment in Physikvorlesungen verwendet. Das Teilchen, besser Welle landet dann "auf selbem Weg" wieder in der Quelle. Auch der Zufall muesste dann mit zu der Welle gehoeren. Schon verrueckt.

Geändert von richy (05.10.11 um 01:06 Uhr)
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  #7  
Alt 05.10.11, 01:26
amc amc ist offline
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Standard AW: Quantenspalt&Impuls

Zitat:
Zitat von richy Beitrag anzeigen
Das Teilchen, besser Welle landet dann "auf selbem Weg" wieder in der Quelle.
Was meinst du genau mit dann? Dann, wenn man solch eine Impulsmessung durchführt und dadurch das Photon lokalisiert? Was ist damit gemeint, es landet zurück in der Quelle? Es wird doch am Spiegel lokalisiert? Wie kann man sich das vorstellen?

Geändert von amc (05.10.11 um 12:45 Uhr)
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  #8  
Alt 05.10.11, 10:04
amc amc ist offline
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Registriert seit: 17.05.2011
Beiträge: 896
Standard AW: Quantenspalt&Impuls

Zitat:
Zitat von amc Beitrag anzeigen
Das ist liegt im Wesen der Quantenwelt, die lässt sich nicht austricksen
Hallo Eyk,

ist das denn der Grund deiner Überlegung - ob man vielleicht doch eine Weg-Info erhalten kann und sich gleichzeitig die Interferenz erhalten lässt? Oder worum geht es dir?


Freundlichst,
AMC

Geändert von amc (05.10.11 um 10:06 Uhr)
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  #9  
Alt 05.10.11, 19:18
Eyk van Bommel Eyk van Bommel ist offline
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Registriert seit: 08.07.2007
Beiträge: 3.271
Standard AW: Quantenspalt&Impuls

Hallo amc,
Zitat:
ist das denn der Grund deiner Überlegung - ob man vielleicht doch eine Weg-Info erhalten kann und sich gleichzeitig die Interferenz erhalten lässt? Oder worum geht es dir?
Ja darum ging es "natürlich"
Zitat:
wäre der Ort des Spiegels wiederum so unscharf, dass er das Interferenzmuster zerstört.
Dass die Impulsessung eines Objektes durch ein Photon, automatisch eine Ortsunschärfe bedingt war mir nicht klar. Die Pioneer-Sonde ließ sich ja ziemlich gut "orten"und wurde durch Photonen abgebremst. .

Gruß
EVB

PS: Noch ne Überlegung. Angenommen der Weg des Photons wird durch ein Gas gemessen. Wir setzen also in einen der beiden Wege eine Kiste, angefüllt mit Molekülen die Licht empfindlich sind.

Trift das Photon auf ein solches Molekül, dann gilt dies als Messung.

Jetzt wird die Konzentration langsam so eingestellt, dass A) 10% B) 35% C) 50% D) 75% der Photonen die den Weg einschlagen auch wechselwirken werden.

Ab wann wird die Interferenz messbar gestört.

Das komisch ist ja, nimmt das Photon den anderen Weg, dann muss es sozusagen wissen, dass es auf dem anderen Weg gemessen worden wäre.

Andererseits, selbst bei 75% Wahrscheinlichkeit, werden wir nicht mit Sicherheit sagen können, welcher weg es eingeschlagen wurde? Keine „welcher Weg“ Information???

Die Idee kam mir als ich einen Aufbau gesehen hatte, indem der Laserstrahl auf dem gesamten Weg durch Nebel sichtbar gemacht wurde. Die Interferenz wurde nicht (sichtbar) gestört. Dabei hätte ja das ein oder andere Photon, hätte es den anderen weg genommen, gestreut/=gemessen werden können.

Gruß
EVB

EDIT: Ich merke gerade das ist imho Vergleichbar zu einem Experiment mit einem Polarisationsfilter
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Phantasie ist wichtiger als Wissen, denn Wissen ist begrenzt. A.E

Geändert von Eyk van Bommel (05.10.11 um 19:30 Uhr)
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  #10  
Alt 05.10.11, 20:18
Benutzerbild von JoAx
JoAx JoAx ist offline
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Registriert seit: 05.03.2009
Beiträge: 4.169
Standard AW: Quantenspalt&Impuls

Hallo Eyk!

Zitat:
Zitat von Eyk van Bommel Beitrag anzeigen
Angenommen der Weg des Photons wird durch ein Gas gemessen.
Oder man nimmt Elektrone und eine Nebelkammer. Die Frage ist nun, ob man aus der (dicken) Spur ableiten kann, durch welchen der beiden (sehr eng beieinander stehenden) Spalten das Elektron gegangen ist. Das dürfte imho schwierig werden.

Zitat:
Zitat von Eyk van Bommel Beitrag anzeigen
Jetzt wird die Konzentration langsam so eingestellt, dass A) 10% B) 35% C) 50% D) 75% der Photonen die den Weg einschlagen auch wechselwirken werden.

Ab wann wird die Interferenz messbar gestört.
Das resultierende Bild dürfte eine Mischung aus Interferenz und keine Interferenz werden. Was überwiegt, hängt dann von den Einstellungen ab.


Gruß, Johann
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