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Gustav123
Gast
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 Gustav123 Verfasst am: 01. Dez 2012 09:36 Titel: Doppelspaltexperiment |
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Meine Frage:
Eigentlich müsste das Doppelspaltexperiment doch im Vakuum durchgeführt werden, wegen der Dekohärenz, oder?
Benötigt man überhaupt ein Vakuum, und wenn nicht, warum?
Meine Ideen:
Ich würde dazu tendieren, dass das Doppelspaltexperiment im Vakuum durchgeführt wird.
In Wikipedia steht aber nichts davon.
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TomS
Moderator
Anmeldungsdatum: 20.03.2009
Beiträge: 18021
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| TomS Verfasst am: 01. Dez 2012 10:24 Titel: |
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Das kommt auf die beteiligten Teilchen (Photonen, Elektronen) Usw. an. Luft ist für Photonen offensichtlich transparent, ein LASER verliert in Luft nicht seine Kohärenz. Daher stört Luft das Experiment mit Photonen nicht merklich.
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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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Gustav123
Gast
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| Gustav123 Verfasst am: 01. Dez 2012 10:32 Titel: |
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Das ist ja interessant. Das wusste ich auch noch nicht (dass Luft für Photonen transparent ist).
Aber was ist mit anderen Photonen, die die Photonen, die am Doppelspaltversuch beteilgt sind, stören könnten?
Gibt es vielleicht noch andere Einflüsse, die die Photonen stören könnten?
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TomS
Moderator
Anmeldungsdatum: 20.03.2009
Beiträge: 18021
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| TomS Verfasst am: 01. Dez 2012 10:41 Titel: |
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| Gustav123 hat Folgendes geschrieben: | | Das ist ja interessant. Das wusste ich auch noch nicht (dass Luft für Photonen transparent ist). |
Und wie glaubst du kannst du was sehen??????????????????????????
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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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Gustav123
Gast
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| Gustav123 Verfasst am: 01. Dez 2012 10:45 Titel: |
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Schon, aber ich dachte immer, dass Luft die Photonen doch irgendwie stört.
Aber was ist mit anderen Photonen, die die Photonen, die am Doppelspaltversuch beteilgt sind, stören könnten?
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Gustav123
Gast
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| Gustav123 Verfasst am: 01. Dez 2012 10:53 Titel: |
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Wenn Photonen das Doppelspaltexperiment stören könnten, dann müsste man es doch von solchen Einflüssen abschirmen.
Ist dem so?
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TomS
Moderator
Anmeldungsdatum: 20.03.2009
Beiträge: 18021
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| TomS Verfasst am: 01. Dez 2012 11:16 Titel: |
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Also wenn du einen gewöhnlichen Lichtrahl, Sonnenlicht, oder einen Laserstrahl in Luft beobachtest, dann stellst du fest, dass Luftmoleküle das Licht offensichtlich nur sehr wenig streuen.
Wenn du zwei gekreuzte Lichtstrahlen einander durch dringen lässt, dann siehst du, dass sie sich ebenfalls praktisch ohne Störung durchdringen. Photon-Photon-Streuung existiert in der QED, ist jedoch extrem stark unterdrückt.
Das zugehörige Feynmandiagramm siehe hier: http://de.wikipedia.org/wiki/Delbr%C3%BCck-Streuung
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Gustav123
Gast
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| Gustav123 Verfasst am: 01. Dez 2012 15:22 Titel: |
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Doch wie sieht das Doppelspaltexperiment in Bezug auf die die Durchführung im Vakuum mit Elektronen oder Fullerenen aus?
Da müsste man es doch von Luft und Strahlungseinflüssen abschirmen?
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TomS
Moderator
Anmeldungsdatum: 20.03.2009
Beiträge: 18021
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| TomS Verfasst am: 01. Dez 2012 18:20 Titel: |
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bei Elektronen - ja!
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Gustav123
Gast
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| Gustav123 Verfasst am: 01. Dez 2012 18:21 Titel: |
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Und wie ist das bei Fullerenen?
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TomS
Moderator
Anmeldungsdatum: 20.03.2009
Beiträge: 18021
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| TomS Verfasst am: 01. Dez 2012 18:22 Titel: |
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um so mehr!!
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D2
Anmeldungsdatum: 10.01.2012
Beiträge: 1723
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| D2 Verfasst am: 01. Dez 2012 21:30 Titel: |
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| TGustav123 hat Folgendes geschrieben: |
Da müsste man es doch von Luft und Strahlungseinflüssen abschirmen?
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| TomS hat Folgendes geschrieben: |
bei Elektronen - ja! |
Auch vom Licht abschirmen? Darf man Photonen auf der anderer Seite des Doppelspalts verwenden um die Elektronen zu detektieren? s. Compton-Effekt http://de.wikipedia.org/wiki/Compton-Effekt
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Lösungen gibt es immer, man muss nur darauf kommen. |
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TomS
Moderator
Anmeldungsdatum: 20.03.2009
Beiträge: 18021
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| TomS Verfasst am: 02. Dez 2012 10:16 Titel: |
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| D2 hat Folgendes geschrieben: | | Darf man Photonen auf der anderer Seite des Doppelspalts verwenden um die Elektronen zu detektieren? |
Das funktioniert nicht.
Man muss ja - um ein Interferenzmuster der Elektronenwellen zu messen - letztere in der Messung lokalisieren (wie bei Photonen auf der Photoplatte o.ä.). Mit monoebergetsichen Photonen, deren Impulsunschärfe minimal, deren Orstunschärfe jedoch maximal ist, kann man die Elektronen nicht lokalsieiren. D.h. man würde zwar über die Comptonstreuung die Impulse der Elektronen messen könen, nicht jedoch deren Ort.
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Gustav123
Gast
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| Gustav123 Verfasst am: 02. Dez 2012 10:38 Titel: |
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In Wikipedia steht, dass man monochromatisches Licht verwendet (beim Doppelspaltversuch).
Gibt es da einen Unterschied zum "normalen" Licht?
Muss man unbedingt monochromatisches Licht verwenden?
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TomS
Moderator
Anmeldungsdatum: 20.03.2009
Beiträge: 18021
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| TomS Verfasst am: 02. Dez 2012 10:45 Titel: |
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Jein.
Wichtig ist kohärentes Licht, d.h. das Licht muss aus Wellenzügen bestehen, deren Länge mindesten den Abmessungen des Experiments entspricht, so dass ein Wellenzug innerhalb Experiment mit sich selbst zur Inteferenz kommt.
Bei einer Glühlampe funktioniert das nicht, denn da besteht zwischen den einzelnen "Lichtklumpen" keine definierte Phasenbeziehung, diese werden unabhängig voneinander emittiert, und Interferenzmuster können nicht entstehen. Kohärentes Licht wird nun typischerweise von einem Laser geliefert - und der liefert außerdem (primär) auch monochromatisches Licht.
Mit kohärentem jedoch nicht monochromatischem (z.B. weißem) Licht hätte man einen Regenbogeneffekt, d.h. Minima und Maxima im Interferenzbild wären wellenlängenabhängig an verschiedenen Orten zu sehen, d.h. z.B. da wo das Minimum für rotes Licht ist, hätte man das Maximum für violettes o.ä.; die Auswertung wäre wellenlängenspezifisch möglich aber sehr aufwändig. Also nimmt man monochromatisches Licht
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Gustav123
Gast
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| Gustav123 Verfasst am: 02. Dez 2012 10:51 Titel: |
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Und was ist kohärentes Licht?
In Wikipedia steht was über kohärente Strahlung, ist es das selbe?
Also elektromagnetische Wellen, die hinsichtlich ihrer räumlichen und zeitlichen Ausbreitung eine feste Phasenbeziehung haben.
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TomS
Moderator
Anmeldungsdatum: 20.03.2009
Beiträge: 18021
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| TomS Verfasst am: 02. Dez 2012 10:52 Titel: |
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Genau
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Gustav123
Gast
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| Gustav123 Verfasst am: 02. Dez 2012 10:56 Titel: |
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Und mit der Phasenbeziehung ist meint, dass sich die Schwingungen des Lichtes zeitlich periodisch wiederholen?
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TomS
Moderator
Anmeldungsdatum: 20.03.2009
Beiträge: 18021
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| TomS Verfasst am: 02. Dez 2012 11:06 Titel: |
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und dass es sich um einen Wellenzug handelt, nicht um verschiedene, zwischen denen wiederum keine Phasenbeziehung herrscht.
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Gustav123
Gast
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| Gustav123 Verfasst am: 02. Dez 2012 11:10 Titel: |
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Ein Wellenzug kann man sich doch als ein Wellenpaket vorstellen, oder?
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TomS
Moderator
Anmeldungsdatum: 20.03.2009
Beiträge: 18021
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| TomS Verfasst am: 02. Dez 2012 11:14 Titel: |
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Ja; kohärentes Licht besteht aus entsprechend langen Wellenzügen, d.h. die Eigenschaft, ein räumlich begrenztes Wellenpaket zu sein, ist hier vernachlässigbar, man darf sich das Licht als unendliche ebene Welle vorstellen.
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Gustav123
Gast
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| Gustav123 Verfasst am: 02. Dez 2012 11:25 Titel: |
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Also stelle ich mir eine unendlich ebene Welle vor, deren Schwingungen zeitlich und periodisch konstant sind.
Desweiteren stelle ich mit (wenn es sich um monochromatisches Licht handelt) eine Welle genau einer Frequenz bzw. Wellenlänge vor.
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Gustav123
Gast
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| Gustav123 Verfasst am: 02. Dez 2012 12:49 Titel: |
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Ich hätte nochmal ne allgemeine Verständnisfrage bezüglich "Licht".
Ein Photon ist doch die elementare Anregung des elektrischen Feldes, oder?
Und die elektromagnetischen Wellen bewegen sich "durch" bzw. breiten sich "über" das elektrische Feld aus.
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TomS
Moderator
Anmeldungsdatum: 20.03.2009
Beiträge: 18021
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| TomS Verfasst am: 02. Dez 2012 12:53 Titel: |
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ja
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Gustav123
Gast
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| Gustav123 Verfasst am: 02. Dez 2012 13:52 Titel: |
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Eigentlich ist doch jedes Elementarteilchen die elementare Anregung des entsprechenden Quantenfeldes, oder?
Wie kann man sich ein Feld am besten vorstellen?
Ist es einfach die räumliche Verteilung einer physikalischen Größe oder gibt es noch eine andere (bessere) Vorstellung?
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TomS
Moderator
Anmeldungsdatum: 20.03.2009
Beiträge: 18021
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| TomS Verfasst am: 02. Dez 2012 14:06 Titel: |
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mir fällt nichts besseres ein; ein Feld ist einfach eine Funktion, die jedem Punkt der Raumzeit einen Wert zuordnet (oder wie bei Vektorfeldern wie z.B. el.-mag. Feldern, mehrere Werte)
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Gustav123
Gast
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| Gustav123 Verfasst am: 02. Dez 2012 14:10 Titel: |
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Ich muss nochmal nachhaken.
Wenn jedes Teilchen nur eine elementare Anregung des entsprechenden Feldes ist, dann muss man doch fragen, ob eigentlich nur das entsprechende Feld real ist, oder?
Was sagt die Quantenfeldtheorie dazu?
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TomS
Moderator
Anmeldungsdatum: 20.03.2009
Beiträge: 18021
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| TomS Verfasst am: 02. Dez 2012 14:12 Titel: |
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Die Quantenfeldtheorie sagt bzgl. "Realität" weniger als die QM; insbs. weil die Formalismen noch schwieriger zu interpretieren sind.
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Gustav123
Gast
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| Gustav123 Verfasst am: 02. Dez 2012 14:14 Titel: |
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OK.
Aber wie siehst du (wenn ich fragen darf) als Physiker die Sache?
Gibt es Atome bzw. Elementarteilchen oder gibt es nur die entsprechenden Felder?
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D2
Anmeldungsdatum: 10.01.2012
Beiträge: 1723
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| D2 Verfasst am: 02. Dez 2012 15:46 Titel: |
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| TomS hat Folgendes geschrieben: | | D2 hat Folgendes geschrieben: | | Darf man Photonen auf der anderer Seite des Doppelspalts verwenden um die Elektronen zu detektieren? |
Das funktioniert nicht.
Man muss ja - um ein Interferenzmuster der Elektronenwellen zu messen - letztere in der Messung lokalisieren (wie bei Photonen auf der Photoplatte o.ä.). . |
Ich habe 2 Bilder, 1 davon muss falschen Ausbreitungsweg der Elektronen zeigen.
Ich bin der Meinung, das obere Bild nicht mit der Vorstellung korrelieren kann, wie das untere Zeichnung den Aufprall vom Elektron( welches gleichzeitig beide Spalte passiert hat) im Punkt P(im Kreis) auf dem Bildschirm zeigt. Beweis: Wenn man an Stelle von P ein weiteren Spalt im Schirm macht(überall dort wo die Elektronenstreifen vorhanden sind, werden Spalten gemacht), dann muss im oberen Bild Elektronenstrahl weiter auffächern und diese zusätzliche Spalten S1 nicht mal bemerken.
Das untere Bild aber schliest ein weiteres Interferenzbild hinter Spalten S1 aus.
Deswegen meine Frage. Wenn man anstatt Schirm im Bereich Punkt P eine Lochblende mit Spalten S1 stellt, wird das Interferenzbild unmittelbar hinter dieser Blinde zerstört? Ja/Nein?
| Beschreibung: |
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Lösungen gibt es immer, man muss nur darauf kommen. |
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TomS
Moderator
Anmeldungsdatum: 20.03.2009
Beiträge: 18021
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| TomS Verfasst am: 02. Dez 2012 16:08 Titel: |
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| Gustav123 hat Folgendes geschrieben: | | Gibt es Atome bzw. Elementarteilchen oder gibt es nur die entsprechenden Felder? |
Die Antwort ist weniger eine Beschreibung, inwiefern es Teilchen oder Felder gibt, sondern eher eine Diskussion, was gibt bzw. existiert bedeutet. Teilchen existieren insofern, als man sie relativ direkt messen (also im weitesten Sinne beobachten) kann. Im Falle eines einzelnen Elementarteilchens "sieht" man nie eine ausgedehnte Welle, sondern wenn überhaupt ein lokalisiertes Teilchen. Nur kann man mittels dieser Teilchen die Dynamik, Ausbreitung, Wechselwirkung usw. nicht beschreiben (im Rahmen der QFT wird explizit klar, dass dazu auch ein Wellenmodell nicht ausreicht). Daher ist meine Schlussfolgerung, dass eine Art unterlagerter Quantenrealität existiert, die man jedoch nie direkt beobachten kann, sondern für die es lediglich Modelle gibt, die die wesentlichen Aspekte korrekt beschreiben.
Leider sind diese Modelle nun nicht eindeutig bzgl. ihrer Interpretation (wohl aber bzgl. ihrer physikalischen Vorhersagen, d.h. unterschiedliche mathematische Modelle können durchaus äquivalent sein).
Einige Modelle benutzen in einem gewisesn Sinne eher die Feldtheorie (insbs. der Pfadintegralformalismus, teilw. Wellenfunktionale der Felder), andere eher quantenmechanische, teilchenartige Ansätze (kanonischer bzw. Hilbertraumformalismus), wieder andere eher abstrakte Formulierungen (Operatoralgebren)
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