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Tunneleffekt; Alltag, Sterne und Speicher?
 
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S.
Gast





Beitrag S. Verfasst am: 12. Nov 2021 13:29    Titel: Tunneleffekt; Alltag, Sterne und Speicher? Antworten mit Zitat

Meine Frage:
Hallo, ich verstehe den Tunneleffekt nicht ganz. Wieso ist das ein Quantenmechanisches "Ding"?

Er soll außerdem im Weltall (bei Sternen) sowie im Alltag vorkommen. Hab ihr dafür Beispiele und Erklärungen?

Wie sieht das mit Supraleitung aus?

Und Beim Speicher, vor allem beim EPROM und Flash-Speicher (USB-Stick): Kann man sagen, dass diese Technologien durch die Quantenmechanik (Tunneleffekt) erst möglich sind? Und wie funktioniert das genau (aber einfach erklärt)?

Meine Ideen:
Danke! smile
MBastieK



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Beitrag MBastieK Verfasst am: 12. Nov 2021 15:33    Titel: Re: Tunneleffekt; Alltag, Sterne und Speicher? Antworten mit Zitat

Hallo!

S. hat Folgendes geschrieben:
Meine Frage:
Hallo, ich verstehe den Tunneleffekt nicht ganz. Wieso ist das ein Quantenmechanisches "Ding"?

Nur zu dieser Frage.

Ich verstehe den Tunnel-Effekt folgendermaßen:
(Ist alles ohne Gewähr)

Beim Tunnel-Effekte wird eine Energie-Höhe bzw. eher Potentialbarriere (quasi ein Berg) überwunden, selbst wenn die vorhandene Energie nicht ausreichend ist, um diesen "Berg" zu überwinden.

Ich erkläre es mir so, dass die benötigte Rest-Energie aus dem Nichts geholt wird und nach der Überwindung wieder ins Nichts zurückgegeben wird.
Erhaltungs-Sätze können in der Quanten-Mechanik kurzzeitig gebrochen werden.
In diesem Fall ist es dann der Energie-Erhaltungs-Satz.

Siehe:
https://www.physikerboard.de/ptopic,359901.html#359901
gast_free: " Im Mikrokosmos sind tatsächlich Verletzungen der Erhaltungssätze temporär erlaubt. Hier existieren Zeitunschärfen...."

Ich sehe das auch im Zusammenhang mit der Energie-Zeit-Unschärfe, wo zu einem festen Zeitpunkt die Energie-Menge eines Systems unbestimmt ist. Und auch im Zusammenhang mit virtueller Energie (Nachtrag: eher Vakuum-Energie).

Zusatz:
Eine weitere Interpretation (eventuell nur meinerseits) des Tunnel-Effekt ist folgende:
(Auch ohne Gewähr)

Hinter der Energie-Barriere existiert das gleiche Teilchen, wie das überwindungs-willige Teilchen vor der Barriere, aber in virtueller Form.
Das reelle Teilchen vor der Barriere gibt seine reelle Energie ab ans virtuelle Teilchen hinter der Barriere, und wird dadurch virtuell. Wobei das virtuelle Teilchen hinter der Barriere dann reell wird und dies dann das weiter zu betrachtende Teilchen ist, welches die Barriere überwunden hat.

Nebensächliches:
Ich habe mal gehört, dass die Kern-Fusion im Vergleich zu einer klassischen Betrachtung nur 10% der Energie zu dieser braucht. Weil weite Teile der Energie-Barrieren(elektrische Abstossung) getunnelt werden.

Falls dies alles sich doch anders erklärt helfen mir meine bisherigen Vorstellungen dennoch, um diese Prinzipien bis zur richtigen Erklärung in meinem Kopf zu behalten.

Nette Grüsse
Alles was ich hier schreibe ist ohne Gewähr.

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Wikipedia erklärt für Menschen, die es schon längst verstanden haben.


Zuletzt bearbeitet von MBastieK am 14. Nov 2021 15:11, insgesamt einmal bearbeitet
TomS
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Beiträge: 15142

Beitrag TomS Verfasst am: 12. Nov 2021 15:52    Titel: Antworten mit Zitat

Die Quantenmechanik ist tatsächlich für das Verständnis der von dir genannten Punkte - Fusionsprozesse in Sternen, Supraleitung, Computertechnologie u.v.a.m. - relevant.

Der Tunneleffekt als eines der vielen quantenmechanischen Phänomene spielt bei Fusionsprozessen eine Rolle, sicher nicht bei der Supraleitung selbst - mit Ausnahme einer speziellen Anwendung in Josephson-Kontakten - sowie bei Flash-EEPROMS.

Weitere Beispiele findest du hier: https://de.m.wikipedia.org/wiki/Tunneleffekt

Der Tunneleffekt funktioniert vereinfacht wie folgt:

1) ein klassisches Objekt mit einer gewissen kinetischen Energie kann einen Potentialwall der Höhe



sicher nicht überwinden.

2) ein quantenmechanisches Objekt kann den Potentialwall dagegen mit einer gewissen Wahrscheinlichkeit überwinden; diese hängt von Höhe und Dicke ab.

Man kann die Wahrscheinlichkeit tatsächlich berechnen, auch für klassische Objekte. Man könnte also abschätzen, wie wahrscheinlich es ist, dass du durch eine Wand durchtunneln kannst, wobei die Wand intakt bleiben soll.

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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.


Zuletzt bearbeitet von TomS am 12. Nov 2021 16:01, insgesamt 2-mal bearbeitet
TomS
Moderator


Anmeldungsdatum: 20.03.2009
Beiträge: 15142

Beitrag TomS Verfasst am: 12. Nov 2021 16:00    Titel: Re: Tunneleffekt; Alltag, Sterne und Speicher? Antworten mit Zitat

MBastieK hat Folgendes geschrieben:
Ich erkläre es mir so, dass die benötigte Rest-Energie aus dem Nichts geholt wird und nach der Überwindung wieder ins Nichts zurückgegeben wird.
Erhaltungs-Sätze können in der Quanten-Mechanik kurzzeitig gebrochen werden.
In diesem Fall ist es dann der Energie-Erhaltungs-Satz.

Siehe:
https://www.physikerboard.de/ptopic,359901.html#359901
gast_free: " Im Mikrokosmos sind tatsächlich Verletzungen der Erhaltungssätze temporär erlaubt. Hier existieren Zeitunschärfen...."

Man kann offensichtlich nie alles hier richtig stellen. Nein, auch wenn das gerne anders dargestellt wird, sind in Mikrokosmos keine Verletzungen der Erhaltungssätze erlaubt.

MBastieK hat Folgendes geschrieben:
Ich sehe das auch im Zusammenhang mit der Energie-Zeit-Unschärfe, wo zu einem festen Zeitpunkt die Energie-Menge eines Systems unbestimmt ist. Und auch im Zusammenhang mit virtueller Energie.

Nö. Und den Begriff der virtuellen Energie ist mir unbekannt.

MBastieK hat Folgendes geschrieben:
Hinter der Energie-Barriere existiert das gleiche Teilchen, wie das überwindungs-willige Teilchen vor der Barriere, aber in virtueller Form.
Das reelle Teilchen vor der Barriere gibt seine reelle Energie ab ans virtuelle Teilchen hinter der Barriere, und wird dadurch virtuell. Wobei das virtuelle Teilchen hinter der Barriere dann reell wird und dies dann das weiter zu betrachtende Teilchen ist, welches die Barriere überwunden hat.

Nö.

Nicht nebensächlich: wenn du etwas nicht weißt, dann verwirre bitte nicht Fragesteller mit deinen offenbar zumeist falschen „Ideen ohne Gewähr“.

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DrStupid



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Beiträge: 3961

Beitrag DrStupid Verfasst am: 12. Nov 2021 16:09    Titel: Re: Tunneleffekt; Alltag, Sterne und Speicher? Antworten mit Zitat

MBastieK hat Folgendes geschrieben:
Ich erkläre es mir so, dass die benötigte Rest-Energie aus dem Nichts geholt wird und nach der Überwindung wieder ins Nichts zurückgegeben wird.


Die Potentialbarriere muss nicht überwunden werden. Quantenobjekte bewegen sich nicht auf klassischen Bahnen. Sie haben nur Aufenthaltswahrscheinlichkeiten. Ist letztere auf beiden Seiten der Barriere größer als Null ist, dann kann man so ein quantenmechanisches "Ding" auch auf beiden Seiten antreffen - selbst dann, wenn seine Aufenthaltswahrscheinlichkeit innerhalb der Barriere Null ist. Da muss also auch keine Energie geborgt werden.
MBastieK



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Beitrag MBastieK Verfasst am: 12. Nov 2021 16:13    Titel: Antworten mit Zitat

Hallo!

TomS hat Folgendes geschrieben:
Nein, auch wenn das gerne anders dargestellt wird, sind in Mikrokosmos keine Verletzungen der Erhaltungssätze erlaubt.

Dort haben Sie aber die Aussage von gast_free nicht nachgebessert.
gast_free hat Folgendes geschrieben:
Im Mikrokosmos sind tatsächlich Verletzungen der Erhaltungssätze temporär erlaubt. Hier existieren Zeitunschärfen. Innerhalb dieser Unschärfen könnnen solche Effekte auftreten, die sich aber wieder rasch korrigieren.
https://www.physikerboard.de/ptopic,359901.html#359901

Wurde dies wegen einem anderen Kontext nicht nachgebessert?

Nette Grüsse

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MBastieK



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Beitrag MBastieK Verfasst am: 12. Nov 2021 16:18    Titel: Re: Tunneleffekt; Alltag, Sterne und Speicher? Antworten mit Zitat

DrStupid hat Folgendes geschrieben:
Die Potentialbarriere muss nicht überwunden werden. Quantenobjekte bewegen sich nicht auf klassischen Bahnen. Sie haben nur Aufenthaltswahrscheinlichkeiten. Ist letztere auf beiden Seiten der Barriere größer als Null ist, dann kann man so ein quantenmechanisches "Ding" auch auf beiden Seiten antreffen - selbst dann, wenn seine Aufenthaltswahrscheinlichkeit innerhalb der Barriere Null ist. Da muss also auch keine Energie geborgt werden.

Ja, das ist wohl das zutreffende.
Ich hätte das schreiben sollen.
Vielen Dank.

Nette Grüsse

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TomS
Moderator


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Beiträge: 15142

Beitrag TomS Verfasst am: 12. Nov 2021 16:28    Titel: Antworten mit Zitat

MBastieK hat Folgendes geschrieben:
Wurde dies wegen einem anderen Kontext nicht nachgebessert?

Nein, sondern weil ich auch noch anderes zu tun habe als hier jeden Fehler zu finden ;-)

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MBastieK



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Beitrag MBastieK Verfasst am: 12. Nov 2021 16:32    Titel: Antworten mit Zitat

TomS hat Folgendes geschrieben:
MBastieK hat Folgendes geschrieben:
Wurde dies wegen einem anderen Kontext nicht nachgebessert?

Nein, sondern weil ich auch noch anderes zu tun habe als hier jeden Fehler zu finden ;-)

Ah ok.
Vielen Dank.

Nette Grüsse

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MBastieK



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Beitrag MBastieK Verfasst am: 12. Nov 2021 17:27    Titel: Re: Tunneleffekt; Alltag, Sterne und Speicher? Antworten mit Zitat

TomS hat Folgendes geschrieben:
Nein, auch wenn das gerne anders dargestellt wird, sind in Mikrokosmos keine Verletzungen der Erhaltungssätze erlaubt.

Bei der Interpretation des Bell-Theorems, wo Nicht-Lokalität und Realismus gilt, kann ich mir vorstellen, dass Erhaltungs-Sätze im Mikrokosmos auch temporär nicht verletzt werden.

Aber wenn Nicht-Lokalität und Nicht-Realismus gilt, gilt dann auch zwingend die Nicht-Verletzung der Erhaltungs-Sätze im Mikro-Kosmos?

Eventuell hier beantwortet:
https://www.physikerboard.de/ptopic,366412.html#366412 oder hier
https://www.physikerboard.de/ptopic,366511.html

Greetings

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