Hallo Otto,
Mit zwei Polfiltern erscheint uns das Licht wie eine Welle, mit drei Polfiltern wie ein Teilchen.
Kannst Du eine Begründung geben oder die Quelle nennen, warum sich Licht nach der Passage von drei Polarisationsfiltern wie ein Teilchen verhält?
Gruß, Otto
das ist zunächst einmal so lapidar dahingesagt, hat aber natürlich seinen Hintergrund.
Es geht um einen Quantenradierer einfachster Art. Glücklicherweise habe ich schon vor Jahren nachfolgende Zeichnungen angefertigt
und kann somit gleich anschaulich, so hoffe ich, antworten.
Auch den Versuch habe ich selber schon durchgeführt, was mit einfachsten Mitteln und ein paar Euro durchzuführen ist.
Zeichnung 1
Licht kann als eine Transversalwelle verstanden werden.
Es schwingt quer zur Ausbreitungsrichtung in alle Raumrichtungen.
In der Zeichnung sind exemplarisch nur die vertikale und horizontale Richtungen dargestellt.
Zeichnung 2
Ein Polarisationsfilter in den Strahlengang eines Lasers positioniert lässt das Licht nur noch in eine Richtung schwingen,
hier in vertikaler Richtung, bzw.
Zeichnung 3
in horizontaler Richtung schwingen.
Zeichnung 4
Ein zweites Polfilter, welches zum ersten um 90° gedreht ist sperrt dann den Laserstrahl komplett, da es nur die vertikale Komponente durchlässt,
welche ja schon vom ersten Polfilter gesperrt wurde.
Man könnte den Versuch jetzt vorschnell als Beweis anführen, das Licht sei eine Welle, da Teilchen die Versuchsanordnung, wenn auch geschwächt, durchdringen könnten.
Zeichnung 5
Wenn wir jetzt bei der Versuchsanordnung von Zeichnung 4 zwischen beiden Polfiltern zusätzlich ein um 45° gedrehtes Polfilter einfügen,
wird das Licht überraschenderweise wieder durchgelassen.
Überraschenderweise weil wir es aus unserer Alltagserfahrung gewohnt sind etwas entfernen zu müssen,
wenn etwas lichtundurchlässig ist, und nicht noch etwas hinzufügen.
Man könnte jetzt anführen, das Licht kann keine Welle sein sondern müsste aus Teilchen bestehen,
die die Versuchsanordnung durchdringen können.
Daher die lapidare Behauptung:
Mit zwei Polfiltern erscheint uns das Licht wie eine Welle, mit drei Polfiltern wie ein Teilchen (bzw. wie aus Teilchen bestehend).
Wie können wir aber jetzt den Vorgang in Zeichnung 5 widerspruchsfrei beschreiben?
Der Laser trägt zunächst die latente Information wie und ob er polarisiert ist.
Mit einem Polfilter können wir diese Information abfragen.
Lässt sich der Laser nicht sperren, ist er nicht polarisiert.
Lässt er sich sperren, können wir am Polfilter den Winkel der Polarisation ablesen.
Wir beschränken uns hier wieder auf vertikal und horizontal.
Was macht nun aber ein um 45° gedrehtes Polfilter?
Er lässt 50% des vertikal polarisierten Lichts und ebenso 50% des horizontal polarisierten Lichts durch.
Die Information über die Art der Polarisation, ob vertikal oder horizontal, ist also hinter dem 45° gedrehtem Polfilter ausradiert,
da er in beiden Fällen das gleiche Ergebnis zeigt, und kann auch im Nachhinein nicht wieder hervorgeholt werden.
Wir können zwar mit dem 3. Polfilter, auf -45° gedreht das Licht wieder sperren, aber nicht feststellen,
wie das Licht zwischen Polfilter 1 und Polfilter 2 polarisiert ist und ob überhaupt.
(siehe Anmerkung am Ende des Beitrags)
Somit ist auch die Vorstellung einiger Physiker besser zu verstehen, der Grundbaustein der Welt sei Information.
Zitat von Anton Zeilinger:
„Ich bin nicht ein Anhänger des Konstruktivismus, sondern ein Anhänger der Kopenhagener Interpretation.
Danach ist der quantenmechanische Zustand die Information, die wir über die Welt haben. … Es stellt sich letztlich heraus, dass Information ein wesentlicher Grundbaustein der Welt ist.
Wir müssen uns wohl von dem naiven Realismus, nach dem die Welt an sich existiert, ohne unser Zutun und unabhängig von unserer Beobachtung, irgendwann verabschieden.“
Interview mit Andrea Naica-Loebell, Telepolis 7. Mai 2001.
Anmerkung:
Beim Stern-Gerlach-Versuch mit mehreren aufeinanderfolgenden Spinmessungen und Mischgeräten
kann tatsächlich doch eine einmal ausradierte Information wieder hervorgeholt werden.
Total verrückte Welt, lässt man den gesunden Menschenverstand walten.
mfg okotombrok
"Der Kopf ist rund, damit die Gedanken die Richtung wechseln können"
(Francis Picabia)
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. Danke für die schnelle Antwort, und danke auch für deinen großartigen Beitrag!