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Quantenmechanik Messwerte
 
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MasterManko
Gast





Beitrag MasterManko Verfasst am: 15. Nov 2014 02:49    Titel: Quantenmechanik Messwerte Antworten mit Zitat

Hallo,

Meine Frage ist: Worin besteht der Unterschied zwischen Messwert und Erwartungswert in der Quantenmechanik?

Meine Idee wäre, dass der Erwartungswert quasi der Mittelwert aller möglichen Messwerte eines Zustandes ist (in Anlehnung an den klassischen Begriff). Der Messwert dürfte sich auch nicht vorhersehen lassen, sondern erst im Experiment festgestellt werden, oder?

Unter welchen Vorraussetzungen wäre es unter Umständen möglich Messwerte vorrauszusagen?
Mir fällt da auch nur die klassische Physik ein, in der man ja zB die Position eines Pendels zum Zeitpunkt t berechnen kann, wobei der berechnete Wert dann bei jeder Einzelmessung ungefähr gemessen wird.

viele Grüße
TomS
Moderator


Anmeldungsdatum: 20.03.2009
Beiträge: 17904

Beitrag TomS Verfasst am: 15. Nov 2014 10:46    Titel: Antworten mit Zitat

1) In der Quantenmechanik werden Zustände als Vektoren in einem Hilbertraum beschrieben. Messgrößen werden durch Observablen = selbstadjungierte Operatoren dargestellt. Die Eigenzustände einer Observablen A bilden ein Orthonormalsystem





so dass der Zustand als





dargestellt werden kann.

2) Die Eigenwerte a sind gerade die möglichen Messwerte bei einer Messung von A. Die Wahrscheinlichkeit, im Zustand psi den Eigenwert a zu messen, erhält man durch die Projektion auf den entsprechenden Eigenzustand



3) Der Erwartungswert bei der Messung der Observablen A im Zustand psi lautet



Unter Verwendung der obigen Darstellung folgt



Der Erwartungswert von A ist also die gewichtete Summe über die Eigenwerte von A. Die Koeffizienten psi_a liefern die Gewichte.

4) Die Vorhersage der Messergebnisse liefert i.A. nur die beiden o.g. Werte, die Wahrscheinlichkeit sowie den Erwartungswert





Eine sichere Vorhersage ist genau dann möglich, wenn das System in einem Eigenzustand zu A präpariert wurde, wenn also die Wahrscheinlichkeit für ein a Eins, für alle anderen dagegen Null ist. Die Messung liefert dann sicher den Messwert a.

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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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