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Azkaenion
Anmeldungsdatum: 21.06.2020
Beiträge: 301
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 Azkaenion Verfasst am: 03. März 2021 10:33 Titel: Quantenphysikeffekte |
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In der Schule behandeln wir gerade die Qunatenphysik. Das diese viel aus Zufällen besteht, weil man die Bewegung der kleinsten Teilchen einfach nicht vorher sagen kann.
Theoretisch wäre es möglich, das ein Stein nach oben fliegt, wenn man ihn auf den Boden wirft, oder das man durch den Tunnel Effekt, durch eine Hauswand gehen kann, wenn man sich dagegen lehnt etc.
Ist es dann z.b. auch nur Glück, das eine Brücke hält?
Kann es nicht sein, das die makroskopisch erschafffenen Dinge plötzlich auseinander fallen?
Manche effekte die besprochen wurden, wirken schon fast, also ob die kleinsten Teilchen ein Eigenleben haben.
Sie gehen nicht durch Spalten wo sie müßten, oder machen auch sonst ganz komische Dinge usw. |
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ML
Anmeldungsdatum: 17.04.2013
Beiträge: 3399
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| ML Verfasst am: 03. März 2021 11:24 Titel: Re: Quantenphysik Schule |
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Hallo,
| Azkaenion hat Folgendes geschrieben: | I
Theoretisch wäre es möglich, das ein Stein nach oben fliegt, wenn man ihn auf den Boden wirft, oder das man durch den Tunnel Effekt, durch eine Hauswand gehen kann, wenn man sich dagegen lehnt etc.
Ist es dann z.b. auch nur Glück, das eine Brücke hält?
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beim Zustand mancher Brücken ist man geneigt zu sagen "ja", aber das hat mit der Quantenphysik nichts zu tun 
Die Wahrscheinlichkeit, dass Du durch eine Hauswand gehen kannst, liegt in der direkten Nähe von null, daher kann man da nicht von Glück reden, dass sie hält. Bei den Brücken ist das genau so.
| Zitat: |
Kann es nicht sein, das die makroskopisch erschafffenen Dinge plötzlich auseinander fallen?
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Das ist eine Folgerung aus der Quantenmechanik. Aber wie gesagt: Die Wahrscheinlichkeit ist gering.
| Zitat: |
Manche effekte die besprochen wurden, wirken schon fast, also ob die kleinsten Teilchen ein Eigenleben haben.
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In der Halbleiterindustrie ist der Tunneleffekt ein ständiger Begleiter. Isolatoren im nm-Bereich werden ab einer gewissen Feldstärke und Dünnheit undicht und sind dann fast wie "nicht da".
Wir sprechen hier aber beispielsweise über Dicken von 2 nm und elektrischen Spannungen im Bereich 2V (ich weiß nur noch die Größenordnung). Die zugehörigen Feldstärken sind massiv:
https://de.wikipedia.org/wiki/Equivalent_oxide_thickness
Viele Grüße
Michael |
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Azkaenion
Anmeldungsdatum: 21.06.2020
Beiträge: 301
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| Azkaenion Verfasst am: 03. März 2021 11:40 Titel: |
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Es wurden da alle möglichen Sachen angesprochen.
Das beobachtete Teilchen sich anders verhalten als die, die man nicht beobachtet hat.
Das Teilchen im Vakuum Dinge tun die so eigentlich nicht möglich sind etc.
Das war so viel, da platzt einem der Kopf.
Ich wüßte nicht, das jemals irgendwo eine Antike Statue zerfallen ist udrch die Quantenphysik.
BUMMS!!!! Tut Ench Amuns Sarkopharg plötzlich zerbröselt.
Aber es klingt halt alles extremst komisch.
Das eine Teilchen macht das, obwohl es da eigentlich gar hicht hin kann.
Im kleinsten bereich der Teilchen geht halt auch unmögliches etc.
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Azkaenion
Anmeldungsdatum: 21.06.2020
Beiträge: 301
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| Azkaenion Verfasst am: 03. Nov 2021 11:00 Titel: Re: Quantenphysik Schule |
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| ML hat Folgendes geschrieben: | Hallo,
| Azkaenion hat Folgendes geschrieben: | I
Theoretisch wäre es möglich, das ein Stein nach oben fliegt, wenn man ihn auf den Boden wirft, oder das man durch den Tunnel Effekt, durch eine Hauswand gehen kann, wenn man sich dagegen lehnt etc.
Ist es dann z.b. auch nur Glück, das eine Brücke hält?
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beim Zustand mancher Brücken ist man geneigt zu sagen "ja", aber das hat mit der Quantenphysik nichts zu tun
Die Wahrscheinlichkeit, dass Du durch eine Hauswand gehen kannst, liegt in der direkten Nähe von null, daher kann man da nicht von Glück reden, dass sie hält. Bei den Brücken ist das genau so.
| Zitat: |
Kann es nicht sein, das die makroskopisch erschafffenen Dinge plötzlich auseinander fallen?
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Das ist eine Folgerung aus der Quantenmechanik. Aber wie gesagt: Die Wahrscheinlichkeit ist gering.
| Zitat: |
Manche effekte die besprochen wurden, wirken schon fast, also ob die kleinsten Teilchen ein Eigenleben haben.
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In der Halbleiterindustrie ist der Tunneleffekt ein ständiger Begleiter. Isolatoren im nm-Bereich werden ab einer gewissen Feldstärke und Dünnheit undicht und sind dann fast wie "nicht da".
Wir sprechen hier aber beispielsweise über Dicken von 2 nm und elektrischen Spannungen im Bereich 2V (ich weiß nur noch die Größenordnung). Die zugehörigen Feldstärken sind massiv:
https://de.wikipedia.org/wiki/Equivalent_oxide_thickness
Viele Grüße
Michael |
Also treten die Tunneleffekte erst bei hoher Feldstärke / Strahlungsstärke auf und bei sehr dünnen Schichten.
Nicht bei einfacher Bestrahlung von normalem Tageslicht? |
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Kelvin1995
Gast
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| Kelvin1995 Verfasst am: 03. Nov 2021 11:52 Titel: |
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| Azkaenion hat Folgendes geschrieben: | Es wurden da alle möglichen Sachen angesprochen.
Das beobachtete Teilchen sich anders verhalten als die, die man nicht beobachtet hat.
Das Teilchen im Vakuum Dinge tun die so eigentlich nicht möglich sind etc.
Das war so viel, da platzt einem der Kopf.
Ich wüßte nicht, das jemals irgendwo eine Antike Statue zerfallen ist udrch die Quantenphysik.
BUMMS!!!! Tut Ench Amuns Sarkopharg plötzlich zerbröselt.
Aber es klingt halt alles extremst komisch.
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Komisch erscheint dir das wahrscheinlich aus den folgenden Gründen:
1. In deiner direkten Erfahrungswelt sind viele Eigenschaften aus der Quantenmechanik nicht sichtbar, was erklärbar ist durch Begriffe wie Dekohärenz, Ehrenfest-Theorem ... . Du als menschliches Individuum erfährst die Welt in einem Regime (d.h. Grenzbereich), den man heute als klassische Physik bezeichnet. Es handelt sich im Nachhinein betrachtet um effektive Theorien, die aus der Quantenmechanik hervorgehen.
2. Quantenmechanik wird in populärwissenschaftlichen und auch schulischen Darstellungen häufig als mysteriös dargestellt. Zudem werden in der Schule historische Artefakte gelehrt, die man heute eigentlich nicht mehr lehren sollte, da sie irreführend bis falsch sind. Ein Beispiel dazu wäre der Welle-Teilchen-Dualismus. Der Begriff impliziert, dass ein Quantenobjekt sowohl Welle als auch Teilchen sei, obwohl es weder das eine noch das andere ist, sondern etwas Drittes für das es kein klassisches Analogon gibt, was aber eine gute mathematische Beschreibung hat.
Tatsächlich basiert die Quantenmechanik auf einen logisch nachvollziehbaren mathematischen Formalismus, den man in der Schule nicht behandelt.
Wenn du z.B. verstehen willst, was eine Superposition ist, musst du verstehen, dass die Objekte sich als Elemente eines Vektorraumes beschreiben lassen.
Ich habe aber auch keine Lösung dafür, wie man das angemessen in der Schule lehren sollte. Man müsste sich dann auch vor Augen halten was der Sinn der Schule ist und wahrscheinlich sind andere Dinge erstmal für die Allgemeinheit wichtiger als die Vermittlung der mathematischen Struktur der Quantenmechanik, was auch die meisten Schüler bei Weitem überfordern würde.
Eines sollte man aber in der Schule definitiv vermitteln, nämlich dass es sinnlos sich für alles in der Physik anschauliche Bilder zu überlegen, die meistens in die Irre führen und ein Schüler sollte sich bewusst werden, dass die Physik nur über die Mathematik zugänglich ist.
Wenn man sich das bewusst macht, kann man die Quantenmechanik auch schnell entmystifizieren.
Dass du den Tunneleffekt bei makroskopischen Objekten nicht beobachtest, liegt einfach daran, dass die Wahrscheinlich so gering ist, dass es wahrscheinlich in der gesamten Zeit der Existenz des Universums noch nicht einmal passiert ist. Du gewinnst eher zig mal hintereinander in Lotto.
Oder hast du schonmal beobachtet wie jemand 100 mal hintereinander in Lotto gewonnen hat und selbst das ist wahrscheinlicher als dass ein Mensch spontan durch eine Wand tunnelt. Je größer die Objekte desto unwahrscheinlicher ist es. |
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schnudl
Moderator
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Azkaenion
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| Azkaenion Verfasst am: 03. Nov 2021 12:35 Titel: |
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Speziell der Tunnel Effekt bei Metall Legierungen oder Supra Leitern funktioniert also erst bei hohen Feldstärken / Bestrahlungsstärken und wenn die Schicht im Bereich weniger Nm liegt.
Bei normalem Tageslicht also kein Tunneleffekt an besagten Materialien.
Richtig? |
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schnudl
Moderator
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| schnudl Verfasst am: 03. Nov 2021 12:41 Titel: |
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ich glaube, niemand weiß, worauf du wirklich hinaus möchtest 
Präzisiere oder überdenke deine Frage!
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Wenn du eine weise Antwort verlangst, musst du vernünftig fragen (Goethe) |
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Azkaenion
Anmeldungsdatum: 21.06.2020
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| Azkaenion Verfasst am: 03. Nov 2021 12:53 Titel: |
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ML hatte das bei seiner Antwort geschrieben und ich habe mich gefragt, wie oft ubd wann überhaupt der Tunneleffekt auftritt.
Mein Post ist die Antwort zu seiner Antwort.
So wie ich ihn verstanden habe. |
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schnudl
Moderator
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| schnudl Verfasst am: 03. Nov 2021 14:49 Titel: |
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| Zitat: | ML hatte das bei seiner Antwort geschrieben und ich habe mich gefragt, wie oft ubd wann überhaupt der Tunneleffekt auftritt.
Mein Post ist die Antwort zu seiner Antwort.
So wie ich ihn verstanden habe. |
Auf was beziehst du dich konkret? Da gibts ja hunderte Möglichkeiten, wo das auftreten kann...
In der Sonne passiert das z.B. bei jedem Fusionsprozess: die Reaktionskerne könnten sich über den Coulombwall nicht hinreichend nahe zueinander bewegen, um eine Kernreaktion auszulösen. Dazu benötigt man den Tunneleffekt.
Immer wenn du einen Flash Speicher benutzt, funktioniert das über den Tunneleffekt.
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Wenn du eine weise Antwort verlangst, musst du vernünftig fragen (Goethe) |
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Azkaenion
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Beiträge: 301
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| Azkaenion Verfasst am: 03. Nov 2021 15:10 Titel: |
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Ich bezog mich da auf photokatalytische Prozesse, die ja einer gewissen Wellenlänge des Lichts bedürfen um die Elektronen genug anregen zu können, für ein Verlassen des Photokats / Legierung.
Damit die Elektronen gehen können,müssen sie die Austrittsarbeit überwinden.
Das geht normal erst ab einer bestimmten Energie des Lichts. |
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Nils Hoppenstedt
Anmeldungsdatum: 08.01.2020
Beiträge: 2019
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| Nils Hoppenstedt Verfasst am: 03. Nov 2021 15:26 Titel: |
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| Azkaenion hat Folgendes geschrieben: | Damit die Elektronen gehen können,müssen sie die Austrittsarbeit überwinden.
Das geht normal erst ab einer bestimmten Energie des Lichts. |
Das hat aber nichts mit dem Tunneleffekt zu tun, denn hier muss ja keine Potenzialschwelle überwunden werden. Dass nur Photonen einer bestimmten Wellenlänge Elektronen herauslösen können, folgt einfach aus der Energieerhaltung.
_________________
Ihr da Ohm macht doch Watt ihr Volt! |
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Azkaenion
Anmeldungsdatum: 21.06.2020
Beiträge: 301
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| Azkaenion Verfasst am: 03. Nov 2021 15:58 Titel: |
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Das ist soweit klar.
Aber wie einer der Poster geschrieben hatte, kann das wohl eben durch den Tunneleffekt auch dann statt finden, wenn das Licht eigentlich nicht genug Energie dazu liefert.
Siehe weiter oben..
Und ich wollte nur wissen, ab wann dieser Tunneleffekt auftritt.
Oder ob der immer auftreten kann. |
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Nils Hoppenstedt
Anmeldungsdatum: 08.01.2020
Beiträge: 2019
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| Nils Hoppenstedt Verfasst am: 03. Nov 2021 16:04 Titel: |
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Der Tunneleffekt tritt allgemein auf, wenn ein Teilchen auf eine Potenzialbarriere trifft. Die Wahrscheinlichkeit für die Transmission hängt von der Höhe und Breite der Barriere, sowie von der Energie des Teilchens ab.
Viele Grüße,
Nils
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Ihr da Ohm macht doch Watt ihr Volt! |
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