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Spargel
Gast
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 Spargel Verfasst am: 21. Aug 2010 11:27 Titel: Wellen-Teilchen Dualismus |
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Meine Frage:
Hi,was hat es eigentlich mit diesem Wellen -Teilchen Dualismus auf sich?Ich meine ich versteh zwar das sich kleine Teilchen,je nach dem Experiment,mal wie eine Welle bewegen und mal wie ein Teilchen,aber es ist doch eigentlich falsch darauf zu schließen,dass das Teilchen gleichzeitig beides ist.Es kann doch nur eines von beiden sein.Der Unterschied kommt vielleicht nur auf eine Falsche betrachtung des Experimentes zu stande.Beispiel:Ich schieße einen Zylinderförmigen Körpermit sehr hoher Geschwindigkeit unter einem Winkel ca 30° auf eine Wasseroberfläche.Dann kann ich beobachten das der körper unter dem selben winkel wieder von der Oberfläche abprallt,genau so wie von einer festen Oberfläche.Ich könnte also jetzt darauf schließen das Wasser ein Feststoff ist.In einem zweiten Experiment lasse ich diesen körper mit sehr niedriger Geschwindigkeit unter einem Winkel von 90° in Wasser fallen.Der körper wird einfach versinken.Ich schließe also darauf das Wasser eine Flüssigkeit ist.Ich habe also jetzt zwei verschiedene Experimente gemacht die mir beide etwas anderes sagen.Es wäre doch aber jetzt töricht davon auszugehen das Wasser sowohl Feststoff wie auch Flüssigkeit ist und dann zu behaupten ich hätte den Feststoff-Flüssigkeits-Dualismus von Wasser entdeckt.Genauso muss es doch mit dem Wellen-Teilchen Dualismus sein.Ein Elektron zum Beispiel kann nicht gleichzeitig beides sein.Es kann nur eine Korrekte Lösung geben.Aber trozdem wird der Wellenkarakter eines Elektrons dazu benutzt um zu erklären warum das Elektron in einem Atom nicht in den Kern fällt.Aber der Mond fällt auch nicht in die Erde oder die Erde in die Sonne und weder der Mond noch die Erde sind im klassischen Sinne Wellen.Ich glaube mit der heutigen Interpretation der Quantenmechanik hat man sich in irgendwas verrannt.Und wenn irgend ein Experiment mal nicht mit den Gesetzen der Quantenmechanik überein stimmt dann wird an den Werten so lange rumgefummelt bis es wieder stimmt,oder es wird sich irgend eine wüste Theorie ausgedacht warum dieses eine Experiment jetzt nicht Funktioniert hat.Das Problem ist das es heute viel zu wenige gibt die an solchen Theorien noch zweifeln.Fast alle großen Naturwissenschaftler der Vergangenheit haben an der zur ihrer Zeit geltenden Meinung gezweifelt und der Menschheit eines besseren bewiesen.In zwei hundert Jahren werden die Menschen über vieles lachen was wir heute als Tatsache ansehen.
Meine Ideen:
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MI
Anmeldungsdatum: 03.11.2004
Beiträge: 828
Wohnort: München
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| MI Verfasst am: 21. Aug 2010 12:53 Titel: Re: Wellen-Teilchen Dualismus |
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| Spargel hat Folgendes geschrieben: | Meine Frage:
Hi,was hat es eigentlich mit diesem Wellen -Teilchen Dualismus auf sich?Ich meine ich versteh zwar das sich kleine Teilchen,je nach dem Experiment,mal wie eine Welle bewegen und mal wie ein Teilchen,aber es ist doch eigentlich falsch darauf zu schließen,dass das Teilchen gleichzeitig beides ist.Es kann doch nur eines von beiden sein.
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Das sagt dir deine Intuition. Und Intuition führt dich leider in diesem Fall auf eine ganz falsche Fährte.
| Zitat: | | Aber trozdem wird der Wellenkarakter eines Elektrons dazu benutzt um zu erklären warum das Elektron in einem Atom nicht in den Kern fällt.Aber der Mond fällt auch nicht in die Erde oder die Erde in die Sonne und weder der Mond noch die Erde sind im klassischen Sinne Wellen. |
Ohne Quantenmechanik wirst du, zuindest soweit ich das erkennen kann, nicht die Quantisierungen finden, die du in einem Atom tatsächlich findest. Schon das Bohrsche Atommodell braucht für die Vorhersage der Elektronenenergien die Welleneigenschaften des Elektrons. Ohne diese müsste die Energie kontinuierlich verteilt sein. Wie du aber an Absorbtions- und Emissionsspektren erkennst, ist sie das mitnichten.
Auch kannst du mit klassischen Methoden (also Umlaufbahnen von Elektronen) Atome mit mehr als einem Elektron nicht stabilisiert bekommen, weil sich die Elektronen ja gegenseitig abstoßen (fundamental anders als in der Himmelsdynamik!). Offenbar gibt es aber andere Atome, als das Wasserstoffatom. Darüber sind schon Bohr et al. verzweifelt. Seit Earnshaw im frühen 19. Jahrhundert bewiesen hat, dass ein stabiles, statisches Kräftegleichgewicht unmöglich ist, war die Stabilität der Atome ein Problem - und erst die Quantenmechanik, die fundamental auf der Tatsache beruht, dass jedes "Teilchen" auch Welleneigenschaften hat, konnte das Problem lösen.
Zudem müsste das Elektron in einer Umlaufbahn Energie abstrahlen (siehe Synchroton- oder Bremsstrahlung). Das tut es aber offensichtlich nicht. Bohr hatte seinerzeit noch angenommen, aus irgendeinem Grund strahle das Elektron im Atom eben nicht, was aber allem anderen widerspräche.
Ohnehin ist die Stabilität der Atome nicht das beste Beispiel für den Wellencharakter von Teilchen. Dazu gibt es das sehr viel bessere Doppelspaltexperiment. Versuche einmal dieses ohne Wellen zu deuten - ich kenne keinen anderen Weg.
| Zitat: |
Ich glaube mit der heutigen Interpretation der Quantenmechanik hat man sich in irgendwas verrannt. Und wenn irgend ein Experiment mal nicht mit den Gesetzen der Quantenmechanik überein stimmt dann wird an den Werten so lange rumgefummelt bis es wieder stimmt,oder es wird sich irgend eine wüste Theorie ausgedacht warum dieses eine Experiment jetzt nicht Funktioniert hat. |
Belege für deine letzte Behauptung?
In Wirklichkeit ist natürlich auch die Quantenmechanik nicht vollständig und inzwischen z.B. von der Quantenelektrodynamik in Teilbereichen "überholt". Diese ist wahrscheinlich die Theorie, die von allen physikalischen Theorien am Genauesten überprüft worden ist (die Übereinstimmung zwischen Theorie und Experiment ist extrem).
| Zitat: | | Das Problem ist das es heute viel zu wenige gibt die an solchen Theorien noch zweifeln.Fast alle großen Naturwissenschaftler der Vergangenheit haben an der zur ihrer Zeit geltenden Meinung gezweifelt und der Menschheit eines besseren bewiesen.In zwei hundert Jahren werden die Menschen über vieles lachen was wir heute als Tatsache ansehen. |
Das Problem ist, dass es keine Alternative gibt. Insofern verrennst du dich, wenn du ohne tatsächliches Wissen über die Theorien den Physikern vorwirfst, sie würden nicht genug zweifeln. Es ist sicherlich legitim, an jeder Theorie zu zweifeln - nur auf welcher Grundlage?
Es gibt schlicht und ergreifend keine klassische Theorie - und es kann auch keine klassische Theorie geben (siehe z.B. Bellsche Ungleichung), die alle Phänomene so gut beschreibt, wie die Quantenmechanik und ihre Nachfolgetheorien dies vermögen.
Vielleicht kann ich hier noch einmal auf dein "Festkörper-Flüssig"-Experiment zurückkommen. Die Lösung des "Paradoxons" ist, dass die Trägheit des Wassers miteinbezogen werden muss. Dann kann man das Verhalten durch die verschiedene Geschwindigkeit erklären.
Du kannst natürlich jetzt sagen: "Ja, vielleicht haben die Physiker eben in der Quantenmechanik auch so etwas übersehen wie die Trägheit in diesem Experiment" - quasi dass es noch verborgene Variablen gibt.
Aber in genau diesem Moment kommt die Bellsche Ungleichung ins Spiel, die genau das verhindert.
Einzelheiten zu deren Funktionsweise kann ich allerdings bei meinem derzeitigen Wissenstand noch nicht beantworten, da kennen sich andere besser aus.
Gruß
MI |
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dermarkus
Administrator
Anmeldungsdatum: 12.01.2006
Beiträge: 14788
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| dermarkus Verfasst am: 21. Aug 2010 13:10 Titel: Re: Wellen-Teilchen Dualismus |
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| Spargel hat Folgendes geschrieben: | | Es kann doch nur eines von beiden sein. |
Oder keins von beiden.
Möchtest du dir so ein Elektron vielleicht am liebsten als ein Mittelding zwischen Welle und Teilchen vorstellen? Als etwas, das sich mal wie eine Welle verhält, mal wie ein Teilchen, aber das strenggenommen nicht ganz genau das ist, was wir uns in unserer Alltagswelt als ein Teilchen vorstellen, und auch nicht ganz genau eine Welle.
Wenn man einen fragt, ob er denn nun Bahnfahrer oder Autofahrer ist, dann wird der wohl auch sagen: "Ich bin ein Mittelding, ich bin beides, denn mal fahre ich Auto, mal Bahn. Aber im Kern beschreibt mich keiner dieser zwei Begriffe gut, denn die Bezeichnung "Mensch" trifft es viel besser.
Aber bei Menschen findet man es nicht seltsam, dass sie sowohl Bahnfahrer als auch Autofahrer sein können, und dass sie genaugenommen weder "einfach nur ein Bahnfahrer" noch "einfach nur ein Autofahrer" sind, denn mit Menschen sind wir ja aus unserer Alltagswelt vertraut  |
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mayap
Anmeldungsdatum: 15.12.2009
Beiträge: 301
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| mayap Verfasst am: 21. Aug 2010 20:41 Titel: |
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Mich hat das in der Schule auch schon immer gestört, dass jeder sagt, dass ein Photon/Elektron beides gleichzeitig (Welle und Teilchen) ist.
Tiefer in die quantenmechanik geschaut, kann man sehen, dass das vielleicht seinen Sinn so hat, aber es ist anschaulicher zu sagen, dass Das, was man da beobachtet Wellen- und Teilcheneigenschaften besitzt.
Man beobachtet im Normalfall eben nur eins.
Mein Lieblingsvergleich in dem Zusammenhang ist folgendes:
man kennt nur die farben rot und blau
jetzt taucht etwas auf, das grün ist. Es hat was vom blau und was vom rot.
Physiker sagen, es ist gleichzeitig rot und blau, der Menschenverstand sagt einfach grün |
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DrStupid
Anmeldungsdatum: 07.10.2009
Beiträge: 5043
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| DrStupid Verfasst am: 21. Aug 2010 23:15 Titel: Re: Wellen-Teilchen Dualismus |
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| Spargel hat Folgendes geschrieben: | | Ich meine ich versteh zwar das sich kleine Teilchen,je nach dem Experiment,mal wie eine Welle bewegen und mal wie ein Teilchen,aber es ist doch eigentlich falsch darauf zu schließen,dass das Teilchen gleichzeitig beides ist. |
Richtig.
| Spargel hat Folgendes geschrieben: | | Es kann doch nur eines von beiden sein. |
Falsch. Dir wurde ja schon erklärt, dass sie keins von beidem sind. Es sind Quanten und die haben sowohl Teilchen- als auch Welleneigenschaften.
| Spargel hat Folgendes geschrieben: | | Ein Elektron zum Beispiel kann nicht gleichzeitig beides sein. |
Nein, aber es kann gleichzeitig Eigenschaften von beidem haben, wie beispielsweise das Doppelspaltexperiment mit Einzelphotonen zeigt.
| Spargel hat Folgendes geschrieben: | | Aber trozdem wird der Wellenkarakter eines Elektrons dazu benutzt um zu erklären warum das Elektron in einem Atom nicht in den Kern fällt. |
Das wird überhaupt nicht erklärt, weder mit noch ohne Welle-Teilchen-Dualismus. Im Gegenteil: Aus der Quantenmechanik folgt, dass die Wahrscheinlichkeitsdichte von s-Elektronen im Kern maximal wird. Nur so ist es überhaupt möglich, dass sie vom Kern eingefangen werden (K-Einfang).
Dass die Elektronen und Protonen des Wasserstoffs nicht über kurz oder lang zu Neutronen fusionieren, obwohl sie sich dafür nahe genug kommen, liegt übrigens nicht an irgendwelchen quantenmechanischen Effekten, sondern aus der bereits in der klassischen Mechanik wohl bekannten Energieerhaltung. Das Neutron besitzt nämlich mehr Energie als Proton und Elektron zusammen.
| Spargel hat Folgendes geschrieben: | | Ich glaube mit der heutigen Interpretation der Quantenmechanik hat man sich in irgendwas verrannt. |
Naturwissenschaft ist keine Religion. Glaube hat da nichts zu suchen.
| Spargel hat Folgendes geschrieben: | | Und wenn irgend ein Experiment mal nicht mit den Gesetzen der Quantenmechanik überein stimmt dann wird an den Werten so lange rumgefummelt bis es wieder stimmt,oder es wird sich irgend eine wüste Theorie ausgedacht warum dieses eine Experiment jetzt nicht Funktioniert hat. |
Ist Dir eigentlich klar, was Du da behauptest? Wer derart schwerwiegende Vorwürfe erhebt, muss das sehr gut belegen können. Kannst Du das?
| Spargel hat Folgendes geschrieben: | | Das Problem ist das es heute viel zu wenige gibt die an solchen Theorien noch zweifeln. |
Nein, das Problem ist, dass es heute viel zu viele gibt, die über Theorien urteilen, von denen sie nichts verstehen.
| Spargel hat Folgendes geschrieben: | | In zwei hundert Jahren werden die Menschen über vieles lachen was wir heute als Tatsache ansehen. |
Über Quantenmechanik oder Relativitätstheorie wird man in zweihundert Jahren ganz sicher genauso wenig lachen, wie heute über die Newtonsche Mechanik. |
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TomS
Moderator
Anmeldungsdatum: 20.03.2009
Beiträge: 18062
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| TomS Verfasst am: 23. Aug 2010 08:48 Titel: |
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Der Begriff Welle-Teilchen-Dualismus ist irreführend.
Er darf ausschließlich in dem Sinne verstanden werden, welche Eigenschaften ein Objekt im Falle einer Messung zeigt - nämlich immer entweder Wellen- oder Teilcheneigenschaften - nicht, welche Eigenschaften es ohne eine Messung hat - nämlich weder Wellen- noch Teilcheneigenschaften, sondern eben Quanteneigenschaften.
Man kann mathematisch beweisen, dass bestimmte Annahmen aus der klassischen Physik, angewandt auf Quantenobjekte, zu Inkonsistenzen bzw. zu echten Widersprüchen zum Experiment führen (Kochen-Specker-Theorem, Bellsches Theorem bzw. Bellsche Ungleichung). Damit kann man zumindest sagen, welche klassischen Eigenschaften Quantenobjekte nicht haben.
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Niels Bohr brainwashed a whole generation of theorists into thinking that the job (interpreting quantum theory) was done 50 years ago. |
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