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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 16.09.12, 00:22
Slash Slash ist offline
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Registriert seit: 30.07.2008
Beitr?ge: 441
Standard Unterschied Photon <-> Wasserwelle

Hallo,

vor ein paar Tagen warf ich einen Stein in einen Tümpel und es breitete sich im ruhigen Wasser eine schöne Welle nach allen Seiten aus. Besser gesagt, es waren ein paar Wellenberge/-täler (vielleicht so 3...5 pro Stein).

Abgesehen, dass irgendwann ein Weißfisch begann zu schnappen, fragte ich mich folgendes:

Wenn ein Photon bspw. von einem entfernten Ort ausgesandt wird, dann ist es ja auch sozusagen ein Wellenpaket. Aber es kommt - wenn es hier auf der Erde ankommt - mit E = h*f an. Es ist also wie ein Teilchen.

Hat es sich jetzt wie ein Strahl bzw. Teilchen fortbewegt oder wie eine (Kugel-)Welle?

ODer hat sich ggf. nur seine Wahrscheinlichkeitsfunktion^2 wie eine Kugelwelle fortbewegt und wie es der Zufall wollte, ist diese hier auf meiner Netzhaut "kollabiert".

Was ist der Unterschied zu einem gerichteten Lichtstrahl - warum bewegen sich die Photonen in gerade Richtung?

Sorry, das sind ggf. blöde Frage. Wenn keine Antwort kommt, ist es auch ok. Ich kann mir das mit den Photonen schlecht vorstellen. Dass es aus E-Feld und M-Feld besteht und was die einschlägige Literatur sagt ist mir schon (halbwegs) bekannt, trotzdem fällt mir der Zugang irgendwie schwer.

Mir ist auch bekannt, dass ein "ideales" Photon mit einer Frequenz eigentlich unendlich lang sein müsste (richtig?) wg. Fourier (sonst würde ja die Wellen-Funktion abgeschnitten).

Ok... in jedem Fall viele Grüße
/Slash
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  #2  
Alt 16.09.12, 09:50
Benutzerbild von Marco Polo
Marco Polo Marco Polo ist offline
Moderator
 
Registriert seit: 01.05.2007
Beitr?ge: 4.998
Standard AW: Unterschied Photon <-> Wasserwelle

Zitat:
Zitat von Slash Beitrag anzeigen
Hallo,

vor ein paar Tagen warf ich einen Stein in einen Tümpel und es breitete sich im ruhigen Wasser eine schöne Welle nach allen Seiten aus. Besser gesagt, es waren ein paar Wellenberge/-täler (vielleicht so 3...5 pro Stein).

Abgesehen, dass irgendwann ein Weißfisch begann zu schnappen, fragte ich mich folgendes:

Wenn ein Photon bspw. von einem entfernten Ort ausgesandt wird, dann ist es ja auch sozusagen ein Wellenpaket. Aber es kommt - wenn es hier auf der Erde ankommt - mit E = h*f an. Es ist also wie ein Teilchen.

Hat es sich jetzt wie ein Strahl bzw. Teilchen fortbewegt oder wie eine (Kugel-)Welle?

ODer hat sich ggf. nur seine Wahrscheinlichkeitsfunktion^2 wie eine Kugelwelle fortbewegt und wie es der Zufall wollte, ist diese hier auf meiner Netzhaut "kollabiert".

Was ist der Unterschied zu einem gerichteten Lichtstrahl - warum bewegen sich die Photonen in gerade Richtung?

Sorry, das sind ggf. blöde Frage. Wenn keine Antwort kommt, ist es auch ok. Ich kann mir das mit den Photonen schlecht vorstellen. Dass es aus E-Feld und M-Feld besteht und was die einschlägige Literatur sagt ist mir schon (halbwegs) bekannt, trotzdem fällt mir der Zugang irgendwie schwer.

Mir ist auch bekannt, dass ein "ideales" Photon mit einer Frequenz eigentlich unendlich lang sein müsste (richtig?) wg. Fourier (sonst würde ja die Wellen-Funktion abgeschnitten).

Ok... in jedem Fall viele Grüße
/Slash
Hallo Slash,

vielleicht hilft dir folgender Blog von unserem ehemaligen Forenmitglied Joachim weiter und insbesondere der Link darin:

http://www.scilogs.de/wblogs/blog/qu...-dingers-katze

hier noch der Link, von dem ich sprach:

http://www.quantenwelt.de/licht/photonen/

Sehr lehrreich, wie ich finde.


Gruss, MP

Ge?ndert von Marco Polo (16.09.12 um 09:56 Uhr)
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  #3  
Alt 16.09.12, 10:36
amc amc ist offline
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Standard AW: Unterschied Photon <-> Wasserwelle

Moin,

Zitat:
Zitat von Slash Beitrag anzeigen
Was ist der Unterschied zu einem gerichteten Lichtstrahl - warum bewegen sich die Photonen in gerade Richtung?
die erste Antwort hier ist wohl auch sehr brauchbar, so ähnlch habe ich das von Herrn Lesch auch schon mal gehört:

http://www.gutefrage.net/frage/wie-b...wellenfoermig-

Ich denke, kurz gesagt, der geradlinige Weg ist der wahrscheinlichste.

Zitat:
Zitat von Slash Beitrag anzeigen
Sorry, das sind ggf. blöde Frage.
Nö. Nicht die Spur.

Grüße, amc

Ge?ndert von amc (16.09.12 um 10:48 Uhr)
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  #4  
Alt 16.09.12, 10:55
Benutzerbild von Marco Polo
Marco Polo Marco Polo ist offline
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Standard AW: Unterschied Photon <-> Wasserwelle

Hi amc,

bei deinem Link habe ich folgenden Beitrag von einem gewissen "Hoppelhasi" gefunden:

Zitat:
in der newtonschen physik kann man licht zum einen als Teilchenstrahl und zum anderen als Welle interpretieren. Der Übergang zwischen beiden ist: Das Quadrat der Welle ist die Aufenthaltswahrscheinlichkeit der Teilchen. Das bedeutet, an einigen Stellen sind ganz viele Teilchen, an anderen gar keine. Das Putzige ist, dass die Aufenthaltswahrscheinlichkeit auch gilt, wenn sich nachweislich nur ein einziges Teilchen im System befindet. Das hat nichts mit Relativitätstheorie zu tun. Relativistisch bewegt sich Licht auf gekrümmten Bahnen, wenn es durch Gravitation (zum Beispiel schwarzes Loch) abgelenkt wird
Als Quantenphysik-Legatheniker stellt sich mir die Frage, warum diese Aufenthaltswahrscheinlichkeit auch für ein einziges Teilchen gilt. Wie der Autor schrieb: Echt putzig.

Grüsse, MP
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  #5  
Alt 16.09.12, 11:19
amc amc ist offline
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Registriert seit: 17.05.2011
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Standard AW: Unterschied Photon <-> Wasserwelle

Zitat:
Zitat von Marco Polo Beitrag anzeigen
Hi amc,

bei deinem Link habe ich folgenden Beitrag von einem gewissen "Hoppelhasi" gefunden:

Als Quantenphysik-Legatheniker stellt sich mir die Frage, warum diese Aufenthaltswahrscheinlichkeit auch für ein einziges Teilchen gilt. Wie der Autor schrieb: Echt putzig.

Grüsse, MP
Ja, echt putzig.

Grüße, amc
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  #6  
Alt 16.09.12, 11:24
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Marco Polo Marco Polo ist offline
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Standard AW: Unterschied Photon <-> Wasserwelle

Zitat:
Zitat von amc Beitrag anzeigen
Ja, echt putzig.
Ist zwar nicht die Antwort, die ich mir erhofft hatte. Putzig aber allemal.
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  #7  
Alt 16.09.12, 11:54
Slash Slash ist offline
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Standard AW: Unterschied Photon <-> Wasserwelle

Hallo Marco und amc,

vielen Dank für Eure Antworten und Links!

Hilft unwahrscheinlich! Schon wieder ein wenig mehr verstanden!

Viele Grüße!

Slash
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  #8  
Alt 16.09.12, 16:26
Timm Timm ist offline
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Standard AW: Unterschied Photon <-> Wasserwelle

Hi Marc,

Zitat:
Zitat von Marco Polo Beitrag anzeigen
Als Quantenphysik-Legatheniker stellt sich mir die Frage, warum diese Aufenthaltswahrscheinlichkeit auch für ein einziges Teilchen gilt. Wie der Autor schrieb: Echt putzig.
Ich denke, die Aufenthaltswahrscheinlichkeit gilt in dem Sinne für ein einzelnes Teilchen, in dem Du beim einmaligen Würfeln die Wahrscheinlichkeit 1/6 für eine beliebige Zahl hast.

Gruß, Timm
__________________
Der Verstand schafft die Wahrheit nicht, sondern er findet sie vor - Aurelius Augustinus
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  #9  
Alt 16.09.12, 17:49
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Marco Polo Marco Polo ist offline
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Registriert seit: 01.05.2007
Beitr?ge: 4.998
Standard AW: Unterschied Photon <-> Wasserwelle

Zitat:
Zitat von Timm Beitrag anzeigen
Ich denke, die Aufenthaltswahrscheinlichkeit gilt in dem Sinne für ein einzelnes Teilchen, in dem Du beim einmaligen Würfeln die Wahrscheinlichkeit 1/6 für eine beliebige Zahl hast.
Natürlich haben wir beim Würfeln die von dir beschriebene Wahrscheinlichkeit von 1/6, Timm. Trotzdem weiss man nie, welche Zahl kommt.

Woraus ergibt sich diese Wahrscheinlichkeit? Durch einen einzigen Wurf? Eher doch durch eine Anzahl von Würfen. Statistik macht für mich nur dann Sinn, wenn ich eine hinreichende Menge von Würfen betrachte.

Wenn ich nur lange genug und oft genug würfele, kann ich exakte Vorhersagen bezüglich der Häufigkeiten der gewürfelten Zahlen machen. Jede Zahl kommt dann exakt genau so oft vor wie jede andere Zahl.

Ich verstehe das so, dass man viele Messungen durchführen muss, um eine statistische Aussage treffen zu können.

Letztendlich geht es doch auch um Eigenschaften von Messgrößen. Ein Ensemble von Teilchen und dessen Messung oder aber einzelne Teilchen oft genug vermessen sind imho Gegenstand der Quantenstatistik.

Erschwerend kommt noch hinzu, dass erst durch den Messprozess die Messergebnisse realisiert werden. Die sind nicht schon vorher vorhanden. Man muss also unterscheiden zwischen "Eigenschaft haben" und "Eigenschaft messen".

Man kann für ein einzelnes Photon beim Durchgang durch den Doppelspalt keine Messvorhersage treffen. Bei einem Ensemble schon.

Beim Würfeln geht alles deterministisch zu. Beim Doppelspaltexperiment nicht.

Das (meine Aussage) ist aber mit Vorsicht zu geniesssen. Hab nun mal nur rudimentäres Wissen bezüglich der Quanten.

Grüsse, MP
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  #10  
Alt 16.09.12, 18:58
Timm Timm ist offline
Singularität
 
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Standard AW: Unterschied Photon <-> Wasserwelle

Das sehe ich im Großen und Ganzen ebenso, Marc.
Deshalb erscheint mir die Ensemble-Interpretation, die wir vor einer Weile diskutiert haben, nach wie vor recht befriedigend.

Zitat:
Zitat von Marco Polo Beitrag anzeigen
Man kann für ein einzelnes Photon beim Durchgang durch den Doppelspalt keine Messvorhersage treffen. Bei einem Ensemble schon.
Wobei "keine Messvorhersage" für ein einzelnes Quantenobjekt generell (einschließlich Doppelspalt Experiment) gilt.

Gruß, Timm
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