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Wellen in der Quantenphysik – einige Fragen dazu

Thema erstellt von Grtgrt 
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Okotombrok (Moderator)
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Hallo Bauhof,

Bauhof schrieb in Beitrag Nr. 2052-14:
Kann man nicht sagen, dass die Photonen rein zufällig auf dem Schirm auftreffen, ohne dass ein verursachendes “mit sich selbst interferieren“ stattfinden muss?

rein zufällig im Rahmen von Wahrscheinlichkeit, wie sie die Schrödingerwelle beschreibt, würde ich sagen.
Von Auftreffen mag ich gar nicht reden, eher von Manifestieren oder wirken.
Licht besteht nicht aus Photonen, ein Photon ist nur die kleinste Wirkung, die mit Licht erzielt werden kann.
Wenn man einmal den holprigen Vergleich mit einem Regenschauer wagt, so breitet sich ein einzelner Regentropfen über das gesamte Regengebiet aus, kann es aber nur an einer einzigen Stelle benetzen.

@ Grtgrt
Wenn ein einzelnes Photon mit sich selbst interferrieren kann, müsste es sich dann nicht auch selber auslöschen können?
Das ist meines Wissens noch nicht beobachtet worden.

mfg okotombrok
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Okotombrok schrieb in Beitrag Nr. 2052-21:
Hallo Bauhof,

Bauhof schrieb in Beitrag Nr. 2052-14:
Kann man nicht sagen, dass die Photonen rein zufällig auf dem Schirm auftreffen, ohne dass ein verursachendes “mit sich selbst interferieren“ stattfinden muss?

rein zufällig im Rahmen von Wahrscheinlichkeit, wie sie die Schrödingerwelle beschreibt, würde ich sagen.
Von Auftreffen mag ich gar nicht reden, eher von Manifestieren oder wirken.
Licht besteht nicht aus Photonen, ein Photon ist nur die kleinste Wirkung, die mit Licht erzielt werden kann.
Wenn man einmal den holprigen Vergleich mit einem Regenschauer wagt, so breitet sich ein einzelner Regentropfen über das gesamte Regengebiet aus, kann es aber nur an einer einzigen Stelle benetzen.

@ Grtgrt
Wenn ein einzelnes Photon mit sich selbst interferrieren kann, müsste es sich dann nicht auch selber auslöschen können?
Das ist meines Wissens noch nicht beobachtet worden.

mfg okotombrok

Guten Morgen, Oko!

Richtig, im Rahmen der Wahrscheinlichkeit. Aber du unterliegst einem Denkfehler! Interferenz bedeutet doch, dass eine ANZAHL von Wellen sich überlagert. Deren Maxima verstärken einander und in den Minima werden die Wellen "ausgelöscht" mit allen Abstufungen dazwische, daraus resultiert das Interferenzmuster. Wenn aber in den entsprechenden Experimenten EINZELNE Photonen ausgesendet werden, ist erst einmal zu erwarten, dass sich ein Streifenmuster hinter jedem Spalt entwickelt, nach der Wahrscheinlichkeit verteilt, aber doch deutlich EIN Streifen hinter jedem Spalt. Genau das geschieht auch, wenn die Photonen beobachtet werden. Werden sie aber NICHT beobachtet, entsteht ein eindeutiges Interferenzmuster, mit Maxima und Minima und eine Mehrzahl von Streifen. Dabei ist es völlig gleichgültig, in welchem Zeitabstand die Photonen ausgesandt werden, das können auch Minuten sein. Die Wahrscheinlichkeit, dass sich auf diese Art ein Interferenzmuster entwickelt, geht gegen Null, wenn man es "klassisch" verstehen will. Es kann nur bedeuten, dass die einzelnen Photonen mit sich selbst interferieren (was immer das tatsächlich bedeutet, es ist nur ein "Hilfsbegriff"). Das ist ja der Witz: Teilchen KÖNNEN kein Interferenzmuster erzeugen, weil sie immer nur entweder den einen oder den anderen Spalt passieren, aber sie tun es im Doppelspalt-Experiment, sie verstärken sich im Maxium und löschen sich im Minimum aus.


Ergänzung: Vielleicht darf ich noch was über „Teilchen“ im Sinne der Quantenmechanik sage. Es ist ganz richtig, dass die Quantenmechanik kein Photon im Sinne eines "Teilchens" beschreibt, sondern sie beschreibt das Photon als mögliche Zustände, in dem es sich gerade befindet. Das gilt aber nicht nur für Photonen, sondern für jedes Teilchen, ob Fermion oder Boson, ja, sogar für makroskopische Objekte bis hin zum Menschen. Aber wollen wir wirklich behaupten, wir wären eine „Wellenfunktion“? Natürlich nicht, und das ist auch gar nicht gefordert. De Broglie hat einen Zusammenhang von Masse und „Existenzdauer“ der beschriebenen Teilchen hergeleitet. „Teilchen“ stellen sich als „Wellenpakete“ dar, und die haben die Tendenz, zu „verlaufen“, also sich im Raum auszubreiten. Sie breiten sich umso schneller aus, je weniger Masse sie haben, und je breiter sie auseinander laufen, desto weniger „bestimmt“ sind sie. Dort, wo sie „am bestimmtesten –Gott, welch ein Deutsch!“ sind (in ihrem Maximum) ist ihre Dauer am längsten, und wenn sie wechselwirken, bevor sich dieses Maximum auflöst, haben sie eine Bahn, die einem „klassischen“ Teilchen entspricht. Für Menschen ist diese „Dauer“ etliche Milliarden Jahre, wir müssen uns also keine Gedanken machen. Und auch alle Teilchen der „stabilen“ Materie (Fermionen) bzw. der Teilchen, die die Kräfte übertragen (Bosonen), wechselwirken, bevor das „Wellenpaket“ auseinander fließt.
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Beitrag zuletzt bearbeitet von Henry am 24.06.2013 um 12:46 Uhr.
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Okotombrok schrieb in Beitrag Nr. 2052-21:
 
@ Grtgrt
Wenn ein einzelnes Photon mit sich selbst interferrieren kann, müsste es sich dann nicht auch selber auslöschen können?
Das ist meines Wissens noch nicht beobachtet worden.
 


Hallo Okotombrok,

meiner Vorstellung nach kommt das Photon auf den Doppelspalt zu in Form einer Kugelwelle (bzw. in Form einer Welle, die einem Kugelsektor entspricht, wenn das Photon schon vorher auf Hindernisse gestoßen ist); Statt » Kugelwelle « sollte man deswegen vielleicht besser » Sektorwelle « sagen.

Das Traversieren des Doppelspaltes macht aus dieser ankommenden Sektorwelle zwei Sektorwellen (mit Quelle in je einem der beiden Spalte).


Nun sind solche Wellen aber Potentialwellen. Daraus folgt zweierlei:
  • Die Wahrscheinlichkeit dafür, dass sie sich irgendwo hinter dem Doppelspalt als Teilchen zeigen — sprich: mit Materie wechselwirken — wird dort am größten sein, wo das Potential, das sie darstellen, seine maximalen Werte annimmt. Das erklärt, worauf Henry uns hinweist: Interferenz wird auch dann beobachtet, wenn man die Photonen  e i n z e l n  durch den Doppelspalt schickt.
  • Da die beiden Sektorwellen, in Form derer das Photon hinterm Doppelspalt existiert, örtlich verschieden Quelle haben (eben die beiden Spalte), ist ihre Summe – als Potentialfeld gesehen – natürlich mit keiner der beiden Sektorwellen identisch, sondern Überlagerung davon (= ein Interferenmuster erzeugt durch das Interferieren eben dieser beiden Teile des Photons).
    Zu sagen, das Photon — die auf den Doppelspalt zukommende wellenförmige Energieportion — interferiere mit sich selbst, macht daher Sinn.
    Zur Selbstauslöschung des Photons könnte es so aber nur dann kommen, wenn die beiden Sektorwellen, in die es sich beim Passieren des Doppelspaltes zerlegt, gleiche Quelle hätten und dennoch nicht gleiche Form. Das aber kann nicht sein, denn es gäbe dann ja nur einen Spalt und hinter ihm nur  e i n e  Sektorwelle.

Interessant an der ganzen Geschichte ist eigentlich noch am ehesten, dass die beiden Sektorwellen Teile nur  e i n e s  Quants zu sein scheinen (da sie sich offenbar niemals in Form  z w e i e r  Teilchen zeigen, wenn sie mit der Fläche interagieren, auf der sich das Interferenzmuster zeigt.

Denkt man das weiter, kommt man zur Ansicht, dass ein Photon — das auf seiner Reise durchs All ja auf extrem viele Hindernisse treffen wird — auch aus ent­sprechend vielen Sektorwellen bestehen könnte. Die naheliegende Vermutung, dass zueinander verschränkte Photonen p1 und p2 nichts anderes als Sektorwellen eines einzigen globalen Objekts p sein könnten, muss dennoch falsch sein, da Messung von p1 dieses p1 zerstören kann  o h n e  damit auch schon p2 zu zerstören (so glaube ich jedenfalls).

Auf jeden Fall scheint richtig: Die Wellenfunktion eines Photons — deren Quadrat an jeder Stelle im All die Wahrscheinlichkeit dafür beschreibt, dass es sich dort als Teilchen zeigt — ist die Summe all seiner Sektorwellen.

Gruß, grtgrt
 
Beitrag zuletzt bearbeitet von Grtgrt am 25.06.2013 um 00:14 Uhr.
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OH MAN! Wenn er doch wenigstens aufhören würde, die Ansichten anderer Leute zu "erklären"! Gibt es nicht so was wie ein Urheberrecht auf die eigene Meinung?!
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Henry schrieb in Beitrag Nr. 2052-8:
Maxima sowie Minima sind aber definitiv zu beobachten, und zwar selbst dann, wenn die Photonen EINZELN IN BELIEBIGEN ZEITLICHEN ANBSTÄNDEN DURCH DIE SPALTEN GESCHICKT WERDEN! Das heißt, die Photonen MÜSSEN MIT SICH SELBST INTERFERIEREN!

Hallo Henry,

du hast recht, einzelne Photonen können mit sich selbst interferieren. Ich habe mich kundig gemacht und die Bestätigung dafür in diesem Artikel gefunden:

Interferenz von einzelnen Photonen

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Hallo Henry,

glaubst Du im Ernst, dass Deine 3 unten durch mich orange markierten Aussagen einander nicht widersprechen?

Henry schrieb in Beitrag Nr. 2052-22:
Vielleicht darf ich noch was über „Teilchen“ im Sinne der Quantenmechanik sagen.

Es ist ganz richtig, dass die Quantenmechanik kein Photon im Sinne eines "Teilchens" beschreibt, sondern sie beschreibt das Photon als mögliche Zustände, in dem es sich gerade befindet. Das gilt aber nicht nur für Photonen, sondern für jedes Teilchen, ob Fermion oder Boson, ja, sogar für makroskopische Objekte bis hin zum Menschen. ...

De Broglie hat einen Zusammenhang von Masse und „Existenzdauer“ der beschriebenen Teilchen hergeleitet. „Teilchen“ stellen sich als „Wellenpakete“ dar, und die haben die Tendenz, zu „verlaufen“, also sich im Raum auszubreiten. Sie breiten sich umso schneller aus, je weniger Masse sie haben, und je breiter sie auseinander laufen, desto weniger „bestimmt“ sind sie.

Henry schrieb in Beitrag Nr. 2052-18:
Photonen breiten sich überhaupt nicht aus.

Gruß, grtgrt
 
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Was man schon 1929 über polarisierte Materiewellen wusste


Am 25.2.1929 begann A. Landé seinen auf der Gautagung der Phys. Ges. Tübingen gehaltenen Vortrag » Polarisation von Materiewellen « mit folgenden Aussagen:

Zitat von A. Landé (1929):
 
Es ist ... versucht worden, durch Experimente nach dem Vorbild der Optik eine Polarisation von Materiewellen herszustellen.

Solche Versuche werden insbesondere durch die Kreiselnatur der Elektronen nahegelegt; denn den zwei entgegengesetzten Einstellungen Im Magnetfeld entsprechen wellenmechanisch zwei unabhängige, d.h  n i c h t  interferenzfähige Wellen verschiedener » Polarisation «. ...

Nach dem negativen Ausfall dieser Versuche ist es nicht überflüssig, auf die Verwandtschaft von wellenmechanischer und optischer Polarisation näher einzugehen und dabei auf andere Experimente hinzuweisen, die eher ein positives Ergebnis voraussehen lassen.


Der Hauptunterschied zwischen optischer und wellenmechanischer Polarisation ist der, daß
  • in der Optik zwei linear polarisierte Wellen dann unabhängig sind, d.h. nicht miteinander interferieren, wenn sie um 90 Grad gegeneinander geneigt sind
  • zwei Elektronenwellen aber, wenn ihre Polarisationsrichtungen (oder punktmechanisch ihre Kreiselachsen) um 180 Grad differieren.

Statt mit senkrecht gekreuzten Spiegeln muss man also mit Vorrichtungen operieren, bei denen zwei antiparallele Richtungen getrennt werden können (s.u.). Beachtet man diesen Unterschied, so läßt sich die Lehre von der Polarisation ziemlich wörtlich aus der Optik ins Wellenmechanische übertragen. ...


Ein Polarisator für Materiestrahlen ist ein Stern-Gerlachscher Apparat mit inhomogenem Magnetfeld NS,
  • dessen eine Zerlegungskomponente man abblendet
  • und dessen andere man für sich untersucht (Fig.1).
Der aus diesem Polarisator austretende Strahl hat nun ... wie gleich zu sehen ... eine nachweisbare Polarisation. ...






Es möge noch kurz auf die mannigfaltigen Erscheinungen eingegangen werden, welche Atome zeigen würden, die optisch mehrere Zeemanterm-Komponenten besitzen, also im Stern-Gerlach-Apparat in mehrere (etwa 6) getrennte Strahlen zerfallen (Fig.3):

Lässt etwa der Polarisator nur den obersten Strahl durch, so wird auch in einem ihm gleich gebauten und gleich gestellten Analysator nur der oberste Strahl auftreten.

Die Frage, mit welcher Intensität eine aus dem Polarisator kommende Strahlkomponente vom Analysator durchgelassen wird, wenn letzterer um einen bestimmten Winkel φ gedreht ist, lässt sich zurückführen auf die Entwicklung von Kugelfunktionen nach Kugelfunktionen mit um φ gedrehtem Pol.
 

Note: Ebenso wie es elliptisch polarisierte Photonen gibt, so gibt es auch elliptisch polarisierte Materiewellen (A. Landé sprach auch davon).



Damit scheint mir (grtgrt) nun ganz klar, dass man auch auf Basis von Materiewellen Quantenradierer bauen kann und dass auch bei ihnen das Wegbleiben bzw. Auftreten von Interferenz seine letzte Ursache in unterschiedlicher Polarisation (bzw. Nichpolarisiertheit) der beiden Sektorwellen hat, in die sich die ankommende Materiewelle durch den Doppelspalt zerlegt.

Ab sofort also kann ich selbst im Verhalten der Quantenradierer nichts Geheimnisvolles mehr sehen.

 
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Grtgrt schrieb in Beitrag Nr. 2052-26:
 
Hallo Henry,

glaubst Du im Ernst, dass Deine 3 unten durch mich orange markierten Aussagen einander nicht widersprechen?

Henry schrieb in Beitrag Nr. 2052-22:
Vielleicht darf ich noch was über „Teilchen“ im Sinne der Quantenmechanik sagen.

Es ist ganz richtig, dass die Quantenmechanik kein Photon im Sinne eines "Teilchens" beschreibt, sondern sie beschreibt das Photon als mögliche Zustände, in dem es sich gerade befindet. Das gilt aber nicht nur für Photonen, sondern für jedes Teilchen, ob Fermion oder Boson, ja, sogar für makroskopische Objekte bis hin zum Menschen. ...

De Broglie hat einen Zusammenhang von Masse und „Existenzdauer“ der beschriebenen Teilchen hergeleitet. „Teilchen“ stellen sich als „Wellenpakete“ dar, und die haben die Tendenz, zu „verlaufen“, also sich im Raum auszubreiten. Sie breiten sich umso schneller aus, je weniger Masse sie haben, und je breiter sie auseinander laufen, desto weniger „bestimmt“ sind sie.

Henry schrieb in Beitrag Nr. 2052-18:
Photonen breiten sich überhaupt nicht aus.

Gruß, grtgrt
 

Markieren kannst du ganz gewiss gut, nur das Erfassen von Zusammenhängen und das genaue Lesen ist nicht deine Stärke, nicht wahr? Aber das soll nicht mein Problem sein.
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Henry schrieb in Beitrag Nr. 2052-28:
 
Markieren kannst du ganz gewiss gut, nur das Erfassen von Zusammenhängen und das genaue Lesen ist nicht deine Stärke, nicht wahr? Aber das soll nicht mein Problem sein.

Warum nur, lieber Henry,

fällt es Dir so schwer, zuzugeben, dass sich Photonen eben doch — und sogar mit Lichtgeschwindigkeit — ausbreiten?

Gruß, grtgrt
 
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Okotombrok schrieb in Beitrag Nr. 2052-21:
 
Licht besteht nicht aus Photonen, ein Photon ist nur die kleinste Wirkung, die mit Licht erzielt werden kann.


Hallo Okotombrok,

ein Photon als die kleinste durch Licht erzielbare  W i r k u n g  zu sehen, scheint mir absolut falsch. Zwei Gründe dafür:
  • Etwas Kleinstes kann es nicht sein, da seine Fähigkeit, Wirkung zu erzielen, umgekehrt proportional zu seiner Wellenlänge ist und es zu jedem Photon eines gibt, was noch längere Wellenlänge hat.
  • Auch ist es nicht Wirkung, sondern mehr die Fähigkeit, Wirkung hervorzurufen (ich sage: ein Photon ist eine Energieportion).

Einstein sah die Energie des Lichts in zur Frequenz proportionalen Einheiten gequantelt, die er "in Raumpunkten lokalisierte Energiequanten" nannte, "welche sich bewegen, ohne sich zu teilen, und nur als Ganze absorbiert und erzeugt werden können" [Quelle: Albert Einstein: Über einen die Erzeugung und Verwandlung des Lichtes betreffenden heuristischen Gesichtspunkt. In: Annalen der Physik. 322, Nr. 6, 1905, S. 133, online hier.]

Allerdings schrieb Einstein 1951 in einem Brief an Michele Besso auch: "Die ganzen 50 Jahre bewusster Grübelei haben mich der Antwort der Frage 'Was sind Lichtquanten' nicht näher gebracht. Heute glaubt zwar jeder Lump, er wisse es, aber er täuscht sich..."

Es kann also nicht schaden, wenn wir weiter darüber nachzudenken ...

Gruß, grtgrt

 
Beitrag zuletzt bearbeitet von Grtgrt am 24.06.2013 um 22:08 Uhr.
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Okotombrok (Moderator)
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Hallo Grtgrt,

Grtgrt schrieb in Beitrag Nr. 2052-27:
Ab sofort also kann ich selbst im Verhalten der Quantenradierer nichts Geheimnisvolles mehr sehen.

damit bist du aber schnell bei der Hand.
Mir scheint, du verwechselst da etwas. Mit Quantenradierer ist nicht destrukrive Interferrenz gemeint, sondern das Auslöschen von Information.

Wer die Quantenmechanik verstanden hat, der hat sie nicht verstanden. (frei nach Niels Bohr, oder wer war's noch 'mal?)

@ Bauhof
Zitat von Bauhof:
du hast recht, einzelne Photonen können mit sich selbst interferieren. Ich habe mich kundig gemacht und die Bestätigung dafür in diesem Artikel gefunden: http://www.didaktik.physik.uni-erlangen.de/quantuml...

Nun, ich denke das ist letztendlich eine Interpretation.
Wenn wir uns auf das beschränken, was beobachtet wird, so können wir lediglich sagen, dass gewisse Informationen sich gegenseitig bedingen (Energieabnahme hier, -zunahme dort), andere sich gegenseitig ausschließen (welcher Weg, Interferenz).

Ich halte Wellen- und Teilchenmodelle für veraltete nicht greifende Konzepte, von denen man sich verabschieden sollte (was auch mir nicht gelingt). Es scheint mir ein Versuch zu sein, Quantenmechanik mit der klassischen Logik verstehen zu wollen (dem auch ich immer wieder verfalle).

mfg okotombrok
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Beitrag zuletzt bearbeitet von Okotombrok am 24.06.2013 um 22:42 Uhr.
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Okotombrok schrieb in Beitrag Nr. 2052-31:
 
Mit Quantenradierer ist nicht destrukrive Interferrenz gemeint, sondern das Auslöschen von Information.

Das ist mir völlig klar.
Die Pfadinformation verschwindet, weil der dritte Polarisationsfilter den senkrecht zueinander polarisierten beiden Sektorwellen gleiche Polarisation gibt.

 
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Bauhof schrieb in Beitrag Nr. 2052-25:
einzelne Photonen können mit sich selbst interferieren

Hallo Leute,

Fragen hierzu:

Wenn ein einzelnes Photon mit sich selbst destruktiv interferiert und sich somit auslöscht, vernichtet es sich selbst?
Wenn ein einzelnes Photon sich durch "Selbstinterferenz" vernichtet, verletzt dies nicht den Energieerhaltungssatz?

Beste Grüße
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Stueps schrieb in Beitrag Nr. 2052-33:
 
Bauhof schrieb in Beitrag Nr. 2052-25:
 
Einzelne Photonen können mit sich selbst interferieren

Fragen hierzu:

Wenn ein einzelnes Photon mit sich selbst destruktiv interferiert und sich somit auslöscht, vernichtet es sich selbst?
Wenn ein einzelnes Photon sich durch "Selbstinterferenz" vernichtet, verletzt dies nicht den Energieerhaltungssatz?

Beste Grüße


Hallo Stueps,

obgleich ein Photon mit sich selbst interferieren kann, führt solche Interferenz  n i e  zu seiner Auslöschung, siehe Beitrag 2052-23 bis hin zur Schlußfolgerung:

Grtgrt schrieb in Beitrag Nr. 2052-23:
 
Zu sagen, das Photon — die auf den Doppelspalt zukommende wellenförmige Energieportion — interferiere mit sich selbst, macht daher Sinn.

Zur Selbstauslöschung des Photons könnte es so aber nur dann kommen, wenn die beiden Sektorwellen, in die es sich beim Passieren des Doppelspaltes zerlegt, gleiche Quelle hätten und dennoch nicht gleiche Form. Das aber kann nicht sein, denn es gäbe dann ja nur einen Spalt und hinter ihm nur  e i n e  Sektorwelle.
 

Gruß, grtgrt
 
Beitrag zuletzt bearbeitet von Grtgrt am 25.06.2013 um 00:16 Uhr.
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Hallo Gebhard, danke für die Antwort.

Grtgrt schrieb in Beitrag Nr. 2052-34:
obgleich ein Photon mit sich selbst interferieren kann, führt solche Interferenz  n i e  zu seiner Auslöschung, siehe Beitrag Nr. 2052-23

Da bin ich noch sehr skeptisch. Deinen o.g. Beitrag halte ich für falsch. Dort versuchst du m.E. Beobachtungen am Doppelspalt-Experiment klassisch ("Sektorwellen") zu erklären. Ein Versuch, der m.E. nur scheitern kann.

Hier stört mich insbesondere (wie im obigen Zitat zu sehen) deine Art und Weise der Formulierungen. Ein unbedarfter Leser könnte m.E. schlussfolgern, dass du eine überprüfte Lehrmeinung vertrittst. Dass dies alles im Allgemeinen jedoch nur vorschnelle, fehlerhafte Einfälle von dir selber sind, ist für mein Dafürhalten "von außen" nicht so schnell ersichtlich.
Ich warte noch auf andere Beiträge, die mir dann wirklich weiterhelfen.

Kleiner Nachtrag noch, warum ich unter anderem deiner Behauptung im obigen Zitat misstraue: Meines Wissens nach ist destruktive Interferenz bisher nur für Gravitationswellen verboten. Nicht jedoch für einzelne Photonen. Ich glaube, Eugens Link in Beitrag Nr. 2052-25 untermauert dies (habe nur flüchtig reingeschaut).

Grüße
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Beitrag zuletzt bearbeitet von Stueps am 25.06.2013 um 01:35 Uhr.
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Okotombrok schrieb in Beitrag Nr. 2052-31:
al?)

@ Bauhof
Zitat von Bauhof:
du hast recht, einzelne Photonen können mit sich selbst interferieren. Ich habe mich kundig gemacht und die Bestätigung dafür in diesem Artikel gefunden: http://www.didaktik.physik.uni-erlangen.de/quantuml...

Nun, ich denke das ist letztendlich eine Interpretation.
Wenn wir uns auf das beschränken, was beobachtet wird, so können wir lediglich sagen, dass gewisse Informationen sich gegenseitig bedingen (Energieabnahme hier, -zunahme dort), andere sich gegenseitig ausschließen (welcher Weg, Interferenz).

Ich halte Wellen- und Teilchenmodelle für veraltete nicht greifende Konzepte, von denen man sich verabschieden sollte (was auch mir nicht gelingt). Es scheint mir ein Versuch zu sein, Quantenmechanik mit der klassischen Logik verstehen zu wollen (dem auch ich immer wieder verfalle).

mfg okotombrok

Hallo, Oko!

Da gehe ich mit dir völlig d` accord. Es ist letztlich eine Interpretation. Wir "verfallen" immer wieder in Begriffe der "klassischen Logik" respektive der klassischen Interpretation von Begriffen, nur haben wir keine anderen.

Aber keine Interpretation sind die Formalismen der Quantenmechanik und die darauf beruhenden Experimente, und nur darum ging es (mir zumindest). Die Wellenfunktion ist so ein mathematischer Formalismus, wir fahren mit der Anwendung sehr gut, aber was ein Photon nun IST, beschreibt er nicht, und er beschreibt auch nicht, wie ein Photon sich verhält (welchen Weg es z. B. nimmt), dafür gibt es die Schrödinger Gleichung (auch wenn ich mich da wiederhole; aber eine gewissen Ignoranz - nicht deineseits! - zwingt mich dazu) sondern Laut Quantenmechanik soll er das auch gar nicht, denn "alle möglichen Zustände" die er beschreibt, ist nun mal eine Beschreibung von Wahrscheinlichkeiten, ist nicht wirklich ein Photon.
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Okotombrok schrieb in Beitrag Nr. 2052-31:
Zitat von Bauhof:
du hast recht, einzelne Photonen können mit sich selbst interferieren. Ich habe mich kundig gemacht und die Bestätigung dafür in diesem Artikel gefunden: http://www.didaktik.physik.uni-erlangen.de/quantuml...

Nun, ich denke das ist letztendlich eine Interpretation.
Wenn wir uns auf das beschränken, was beobachtet wird, so können wir lediglich sagen, dass gewisse Informationen sich gegenseitig bedingen (Energieabnahme hier, -zunahme dort), andere sich gegenseitig ausschließen (welcher Weg, Interferenz).

Hallo Okotombrok,

ja, die Sprachregelung, dass Photonen mit sich selbst interferieren können, ist auch nur eine mögliche Interpretation.

Mir selbst ist die Kopenhagener Interpretation einsichtiger, in der nicht das Photon selbst, sondern mehrere Wege des Photons miteinander interferieren können. In der Kopenhagener Deutung wird das wie folgt dargestellt:

Zitat:
Beim Kollaps der Wellenfunktion sagt man, dass das Teilchen alle möglichen Wege gleichzeitig benutzt (linker oder rechter Spalt) und sich nicht "entscheidet" (es befindet sich in einer sog. Superposition aller möglichen Wege).

Mehrere dieser Wege können nun miteinander interferieren und bilden so das erwartete Interferenzmuster. Der Detektor misst dabei aber immer nur ein Teilchen und legt somit seine Position erst fest.

Die Wahrscheinlichkeit, das Teilchen an einem bestimmten Ort zu detektieren, ist dabei durch das Interferenzmuster gegeben, das bei der Detektion vieler Teilchen sichtbar wird. Man könnte ein solches Teilchen also als ein "Geisterteilchen“ bezeichnen, auch wenn man keine Möglichkeit hat, dies nachzuweisen, da diese Messung ja den “Geistercharakter“ zerstören würde.

Findet nun die Detektion schon vor dem Spalt statt, so stehen nicht mehr alle Wege für die Interferenz zur Verfügung, und es ergibt sich eine andere Verteilung auf dem Schirm (das Interferenzmuster verschwindet).

M.f.G. Eugen Bauhof
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Bauhof schrieb in Beitrag Nr. 2052-37:
[

Zitat:
Beim Kollaps der Wellenfunktion sagt man, dass das Teilchen alle möglichen Wege gleichzeitig benutzt (linker oder rechter Spalt) und sich nicht "entscheidet" (es befindet sich in einer sog. Superposition aller möglichen Wege).

Mehrere dieser Wege können nun miteinander interferieren und bilden so das erwartete Interferenzmuster. Der Detektor misst dabei aber immer nur ein Teilchen und legt somit seine Position erst fest.

Die Wahrscheinlichkeit, das Teilchen an einem bestimmten Ort zu detektieren, ist dabei durch das Interferenzmuster gegeben, das bei der Detektion vieler Teilchen sichtbar wird. Man könnte ein solches Teilchen also als ein "Geisterteilchen“ bezeichnen, auch wenn man keine Möglichkeit hat, dies nachzuweisen, da diese Messung ja den “Geistercharakter“ zerstören würde.

Findet nun die Detektion schon vor dem Spalt statt, so stehen nicht mehr alle Wege für die Interferenz zur Verfügung, und es ergibt sich eine andere Verteilung auf dem Schirm (das Interferenzmuster verschwindet).

Heute hab ich´s aber! Empfehlen kann ich wirklich das Buch "Quantentheorie - eine Ein führung" von Claus Kiefer. Kostet keine zehn Euro und ist einfach verständlich.
M.f.G. Eugen Bauhof

Hallo, Eugen!

siehe dazu besonders auch

http://de.wikipedia.org/wiki/Richard_Feynman

sein Pfandintergral ("Summe über alle Weg") ist sozusagen der Standard dafür.

siehe sein Büchlein "QED: Die seltsame Theorie des Lichts und der Materie", darin ist das anhand von Vektoren sehr anschaulich dargestellt.

Heute hab ich´s aber! Empfehlen kann ich "Quantentheorie - eine Einführung" von Claus Kiefer, kostet keine zehn Euro und ist wirklich anschaulich - trotz der Formeln.
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Beitrag zuletzt bearbeitet von Henry am 25.06.2013 um 11:58 Uhr.
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Henry schrieb in Beitrag Nr. 2052-38:
Hallo, Eugen!

siehe dazu besonders auch

http://de.wikipedia.org/wiki/Richard_Feynman

sein Pfandintergral ("Summe über alle Weg") ist sozusagen der Standard dafür.

siehe sein Büchlein "QED: Die seltsame Theorie des Lichts und der Materie", darin ist das anhand von Vektoren sehr anschaulich dargestellt.

Heute hab ich´s aber! Empfehlen kann ich "Quantentheorie - eine Einführung" von Claus Kiefer, kostet keine zehn Euro und ist wirklich anschaulich - trotz der Formeln.

Hallo Henry,

ja, das Buch von Claus Kiefer kann ich auch empfehlen. Welche Interpretation ist nun für dich einsichtiger:

Die Sprachregelung, dass die Photonen mit sich selbst interferieren oder die Kopenhagener Deutung, dass die möglichen Wege miteinander interferieren?

M.f.G. Eugen Bauhof
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Bauhof schrieb in Beitrag Nr. 2052-39:
Henry schrieb in Beitrag Nr. 2052-38:
Hallo, Eugen!

siehe dazu besonders auch

http://de.wikipedia.org/wiki/Richard_Feynman

sein Pfandintergral ("Summe über alle Weg") ist sozusagen der Standard dafür.

siehe sein Büchlein "QED: Die seltsame Theorie des Lichts und der Materie", darin ist das anhand von Vektoren sehr anschaulich dargestellt.

Heute hab ich´s aber! Empfehlen kann ich "Quantentheorie - eine Einführung" von Claus Kiefer, kostet keine zehn Euro und ist wirklich anschaulich - trotz der Formeln.

Hallo Henry,

ja, das Buch von Claus Kiefer kann ich auch empfehlen. Welche Interpretation ist nun für dich einsichtiger:

Die Sprachregelung, dass die Photonen mit sich selbst interferieren oder die Kopenhagener Deutung, dass die möglichen Wege miteinander interferieren?

M.f.G. Eugen Bauhof

Tja, ehrlich gesagt weiß ich es nicht! Eigentlich ist beides Statistik, und weder "Wege" noch "Photonen" können nach unserem klassischen Verständnis interferieren, also sich verstärken oder auslöschen. Gut, weniger verwirrend ist wahrscheinlich die "alle Wege Deutung" Und das, obwohl damit wirklich ALLE Wege gemeint sind, also auch die über den Himalaya oder Andromeda.
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(Donald Duck)
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