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Zur Ontologie der modernen Physik

Thema erstellt von Okotombrok 
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Stueps (Moderator)
Beiträge: 3.367, Mitglied seit 15 Jahren
Hallo Claus,

ein dickes Danke! Endlich mal eine Erklärung, wo ich ahne, worauf es hinausläuft. Habe bisher nichts ähnliches im Netz gefunden.
Vollständig verstanden habe ich es allerdings immer noch nicht. Ich werde mir hier Schritt für Schritt Fragen überlegen. Falls es ausufert, schlage ich vor, die Unschärfe dann in einen Extra-Thread zu packen, so einen haben wir glaube ich noch nicht.
Ich will das wirklich ganz genau verstehen, weil die Unschärfe eben so fundamental für das Verständnis vieler Dinge ist.

Beste Grüße
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Beiträge: 1.035, Mitglied seit 7 Jahren
Hallo Stueps,

Stueps schrieb in Beitrag Nr. 2358-84:
kannst du (und Otto und wer noch möchte) näheres zum Prinzip der großen Zahl erläutern? Also was es besagt (Otto, mir ist nicht genau klar, was mit deiner obigen Erläuterung genau gemeint ist), und welche Auswirkungen es hat?
Eigentlich gebräuchlich ist der Bezeichnung "Gesetz der großen Zahlen".
Wenn Du 10 mal würfelst, dann kann eine 6 dabei sein oder auch nicht.
Wenn Du 100 mal würfelst, wird mit großer Wahrscheinlichkeit die 6 im Durchschnitt mit 1/6 von 100 dabei sein.
Der durchschnittliche Wert von 1/6 der Würfe wird so zu einer Art (deterministischen) "Gesetz", wie Okotombrok in seinem Beitrag schrieb.

Das muß aber nicht zwingend so sein. Es gibt immer Ausreißer. Wenn Du Pech hast, dann hast Du überhaupt keine 6 bei 100 Würfen.
Zwei schöne graphische Darstellungen findest Du bei Wikipedia im obigen Link, gleich am Anfang des Beitrages auf der rechten Seite.

Viel interessanter und überraschender finde ich das Gesetz der kleinen Zahlen.
"Das Zwei-Drittel-Gesetz, auch Gesetz des Drittels oder Gesetz der kleinen Zahlen, ist ein Satz aus der Stochastik, der einen Sonderfall der Binomialverteilung bei kleinen Erfolgswahrscheinlichkeiten von zufällig hervorgerufenen Ereignissen beschreibt."
Beim Roulette hast Du 36 Zahlen (anstelle von 6 Zahlen wie beim Würfel).
Jede Zahl müßte dann theoretisch nach dem Gesetz der großen Zahlen mit einer Wahrscheinlichkeit von 1/37 = 2,7 % im Durchschnitt auftreten.
Das ist aber nicht immer so.
Die Roulettekugel trifft eine der 37 Zahlen mit einer Wahrscheinlichkeit 37,3 %
In keine der 37 Zahlen fällt die Kugel mit 36,3 % Wahrscheinlichkeit.
Der Rest (ca. 1/3) der Zahlen wird im Durchschnitt sehr selten getroffen.
Das kann man sogar binomial nachrechnen, mit der s.g. mod2-Arithmetik.

Diese 1/3 Verteilung tritt auf, wenn das Roulette 37 mal gedreht wird, also sehr wenig. Deshalb der Name "Gesetz der kleinen Zahlen".

In der Quantenphysik wird der echte Zufall als der Zufall beschrieben, wenn Du fast immer beim Würfeln oder beim Roulette gewinnst.
Ein 100-prozentiger Gewinn wird hier auch nicht erreicht. Es gibt jedoch Berechnungen mit der mod2-Arithmetik, wie nah man an die 100% theoretisch kommen kann.


Gruß, Otto
Beitrag zuletzt bearbeitet von Otto am 20.01.2021 um 09:32 Uhr.
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Stueps (Moderator)
Beiträge: 3.367, Mitglied seit 15 Jahren
Hallo Otto,

vielen Dank, damit kann ich etwas anfangen!

Das Gesetz der kleinen Zahlen kannte ich sogar. Ich habe das vor Jahren mal aufs Lotto adaptiert (mit noch einem statistischen Kniff). Mit dem Erfolg, dass ich bei genügend großem Einsatz (genügend Spiele auf diese beiden Weisen tippen) und bei genügend langer Laufzeit bei ungefähr Null rauskam (Einsatz gegen Gewinn ) :).
Lotto ist eben auch ein bissel Statistik, nicht nur Glück. Allerdings habe ich noch nicht herausgefunden, wie es dann mit dem großen Gewinn klappt :lol:.

Beste Grüße
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Beiträge: 1.575, Mitglied seit 13 Jahren
Hallo Stueps,

ich habe mir mal makrokosmisch an einem Beispiel überlegt, warum man den Ort und die Geschwindigkeit eines Objektes nicht gleichzeitig messen kann.
Wenn ich annehme ein Auto steht vor meiner Haustür, kann ich seinen Ort bestimmen, wenn ich annehme, es fährt an meiner Haustür vorbei, kann ich seine Geschwindigkeit messen. Beides gleichzeitig geht nicht, weil ich entweder Ruhe oder Bewegung annehmen muss.
Claus hat dem entgegen gehalten, es gäbe auch eine Momentangeschwindigkeit.
Das ist m.E. nicht stichhaltig, weil die Momentangeschwindigkeit im Prinzip durch Infinitesimalrechnung, also eine Unendlichkeitsbetrachtung ermittelt wird.
Mit anderen Worten: Die Unschärferelation lässt sich auch so formulieren: Ein genauer Ort ist quantenphysikalisch betrachtet keine unendlich kurze Strecke.

Die Mathematik in Form der Infinitesimalrechnung verstellt hier den Blick auf eine Widerspruch, der in der Annahme liegt, man könne Ort und Geschwindigkeit eines Quantenobjektes mit beliebiger Genauigkeit messen.
Mir ist bekannt, dass die Unschärferelation genauer in Bezug auf die Planck-Größen formuliert wird.

MfG
Harti
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Wichtig ist, dass man nicht aufhört zu fragen. A.E.
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Stueps (Moderator)
Beiträge: 3.367, Mitglied seit 15 Jahren
Hallo Claus,

Claus schrieb in Beitrag Nr. 2358-86:
Das Produkt aus Impuls und Länge, auf der ein solcher Impuls übertragen wird (in Meter gemessen) hat ebenfalls die Einheit einer Wirkung: kg*m2/s.

das verstehe ich noch nicht ganz(Produkt aus Impuls und Länge - welche Länge?), kannst du (oder wer möchte) das vielleicht noch detaillierter erklären?

Claus schrieb in Beitrag Nr. 2358-86:
dealerweise positioniere ich nun ein Messinstrument irgendwo und messe, ob ein Teilchen vorbeikommt oder nicht und wenn ja, mit welchem welchem Speed. Will ich den Speed genau messen

Kann ich den Speed mit nur einer Wechselwirkung messen, oder brauche ich dazu zwei (Teilchen passiert Lichtschranke 1, nach einer gemessenen Zeit Lichtschranke 2 -> daraus ergibt sich die Geschwindigkeit)?

Claus schrieb in Beitrag Nr. 2358-86:
Um eine Wirkung von h zu erreichen, muss das Teilchen seinen (sehr kleinen) Impuls auf einer großen Länge übertragen, denn wenn man einen sehr kleinen Impuls mit einer genügend großen Länge multipliziert, erreicht man die zur Messung nötige Wirkung h.

Das kapier ich nicht: wieso genügend große Länge?

Claus schrieb in Beitrag Nr. 2358-86:
Leider kann ich dann nicht mehr genau wissen, an welcher Stelle der großen "Wirklänge" das Teilchen genau gemessen wurde.

Wird nicht das gesamte Teilchen in seiner Wirkung gemessen? (Wenn ein Auto gegen die Mauer fährt, wird ja auch der gesamte Auto-Impuls auf die Mauer übertragen.)

Claus schrieb in Beitrag Nr. 2358-86:
Alternativ kann ich den Messort einschränken. Ich weiß dann ziemlich genau, wo ich das Teilchen gemessen habe, allerdings muss das Teilchen nun einen relativ hohen Impuls auf mein Messgerät übertragen, um das nötige Quant h zu erreichen, so dass ich nun nicht mehr genau weiß, wie schnell es war/ d.h. welchen Impuls es ursprünglich hatte.

Oh mann, ich merke gerade, dass meine Ahnung, worauf das Ganze hinausläuft (ich habe immer die Ursache der Unschärferelation im Auge), vielleicht doch nicht richtig ist.
Ich habe natürlich schon viel über die Unschärferelation gelesen (ein anschauliches Beispiel fand ich immer eine Erklärung anhand eines Pendels, aber auch das hat immer Fragen aufgeworfen), ich habe mich natürlich auch schon mit dem Planckschen Wirkungsquantum h beschäftigt, aber ich hatte eigentlich immer nur Ahnungen, worauf diese Konzepte hinauslaufen. Ein tiefgründiges Verständnis hatte ich nie, im Sinne von: sicher mit diesen Formeln denken und gedanklich jonglieren können, Folgerungen ableiten, es jemandem anderen sicher erklären können usw.

Hallo Okotombrok,

ich habe die Unschärfe erst mal noch nicht aus dem Thread herausgenommen, ich möchte hier Claus u.a. noch noch einen Beitrag lang erklären lassen (so Claus möchte). Einerseits wäre das Thema natürlich einen Extra-Thread wert, und das Thema mit seinen Fragen und Erklärungen hat auch nicht viel mit deinem Thema zu tun. Andererseits haben Otto und du hochinteressante Threads aufgemacht, die ich gern priorisieren möchte, und nicht in den Hintergrund fallen lassen möchte, indem ich zu jeder Einzelheit wieder einen neuen Thread aufmache. Sollte die Unschärfe jedoch weiter "ausufern", werde ich das Thema unverzüglich ausklammern. Falls du o.a. einen besseren Vorschlag hast, einfach (auch per PN) Bescheid geben. Ich hoffe auf dein Verständnis :).

Beste Grüße
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Stueps schrieb in Beitrag Nr. 2358-92:
Hallo Okotombrok,

ich habe die Unschärfe erst mal noch nicht aus dem Thread herausgenommen . . .

Hallo Stueps,

bin gerade an der Arbeit und habe nicht viel Zeit.
Aber bitte das Thema "Unschärfe" besser "Unbestimmtheit" nicht auslagern.
Ich finde es gehört sehr wohl hierher, sogar ganz besonders.
Habe auch noch etwas dazu zu sagen. Morgen oder übermorgen.

Gruß
okotombrok
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Claus (Moderator)
Beiträge: 2.270, Mitglied seit 14 Jahren
Hallo Stueps,

Stueps schrieb in Beitrag Nr. 2358-92:
Produkt aus Impuls und Länge - welche Länge?) ... Wenn ein Auto gegen die Mauer fährt, wird ja auch der gesamte Auto-Impuls auf die Mauer übertragen.

Stell' dir vor, du schießt mit einem Luftgewehr auf ein Brett. Die Kugel dringt nur 5mm in das Brett ein und kommt dann zum Stillstand. Impuls übertragen, kleine Wirkung...

Nun schießt du auf eine Reihe Gläser, die hintereinander stehen. Die Kugel kommt erst nach 1m zum Stillstand und zerdeppert dabei viele Gläser. Impuls übertragen, große Wirkung.

Stueps schrieb in Beitrag Nr. 2358-92:
Teilchen passiert Lichtschranke 1, nach einer gemessenen Zeit Lichtschranke 2 -> daraus ergibt sich die Geschwindigkeit)?

Die Lichtschranken müssen eine gewisse Breite haben, je größer die Wellenlänge des Lichts, desto breiter, denn das Teilchen muss an mindestens einer Wellenlänge vorbeikommen, um ein Photon aufnehmen zu können. Daraus ergibt sich eine Ortsunschärfe der Lichtschranke. Man weiß nicht, wo genau das Teilchen das Photon aufgenommen hat.

Nun nimmst du einfach Licht mit kleiner Wellenlänge. Dann kannst du die Lichtschranke ziemlich ortsgenau positionieren. Leider ist dieses Licht sehr energiereich, d.h. wenn das Teilchen nun ein Photon davon aufnimmt, kriegt es einen hohen Zusatzimpuls, d.h. es wird schneller oder es wird abgelenkt und fliegt nicht mehr geradeaus zur zweiten Lichtschranke oder beides. Du weißt dann nicht mehr genau, wie schnell das Teilchen vorher war.
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Beiträge: 1.396, Mitglied seit 12 Jahren
Hallo Stueps,

Stueps schrieb in Beitrag Nr. 2358-92:
das verstehe ich noch nicht ganz(Produkt aus Impuls und Länge - welche Länge?), kannst du (oder wer möchte) das vielleicht noch detaillierter erklären?

zur Unterstützung von Claus Beiträgen habe ich versucht,
die Unbestimmtheitsrelation mathematisch herzuleiten und grafisch darzustellen.

Die Unbestimmtheitsrelation ergibt sich durch die Wellennatur der Elementarteilchen.
De Broglie erkannte vor ca. 100 Jahren, dass auch massebehaftete Teilchen
welleneigenschaft zeigen und ihnen somit eine Wellenlänge Lamda zugewiesen werden kann.


Informationen zu obigen Ausführungen entnahm ich: Josef Gaßner / Jörn Müller, "Können wir die Welt verstehen" ISBN 978-3-10-397481-2

Ich verstehe das so, dass die Unbestimmtheitsrelation erst bei einer Messung/Wechselwirkung zum Tragen kommt.
Bevor ein Teilchen gemessen wird befindet es sich in einem Überlagerungszustand aller möglichen Zustände – Superposition.
Die Lösung der Schrödinger-Gleichung SGL beschreibt die Wahrscheinlichkeitsdichte wo ein Teilchen gemessen werden kann,
das kann auch weit außerhalb des Versuchslabors, z.B. auf dem Mond geschehen, was lediglich sehr unwahrscheinlich aber nicht ausgeschlossen ist.

Bei Feynman nimmt z.B. ein Photon alle möglichen Wege.
Die komplexwertigen Amplituden der SGL werden als rotierende Pfeile dargestellt.
Die Addition aller Pfeile, die durch die unterschiedliche Wege, übrigens auch unterschiedlichen Geschwindigkeiten,
in unterschiedliche Richtungen bei der Messung zeigen, kommen nur die zur Geltung, die sich konstruktiv addieren, andere interferrieren sich weg.
Das kann wie bei einer Reflexion an einem Spiegel im Rahmen der Unbestimmtheitsrelation an einem bestimmmten Ort sein,
oder wie beim Doppelspalt ein Interferenzmuster bilden.

Alles sehr abstrakt, aber wen's interessiert empfehle ich dringend
Richard Feynman, "QED die seltsame Theorie des Lichts und der Materie"
sehr anschaulich dargestellt.

Trotzdem bleibt die Frage nach der Beschaffenheit der Realität offen.
Klar ist nur eines:
Von der Vorstellung von Teilchen mit einem bestimmten Ort und Impuls,
die sich auf wohldefinierten Bahnen durch den Raum bewegen,
müssen wir uns verabschieden.

Was bedeutet das im ontologischem Sinne,
wenn Messergebnisse nur durch rotierende Pfeile und Unbestimmtheiten beschrieben werden können?

mfg okotombrok

Anmerkung: in obiger Abbildung muss es natürlich Beugungsmuster und nicht Interferenzmuster heißen. siehe Stueps nachfolgenden Beitrag
Signatur:
"Der Kopf ist rund, damit die Gedanken die Richtung wechseln können"
(Francis Picabia)
Beitrag zuletzt bearbeitet von Okotombrok am 26.01.2021 um 13:03 Uhr.
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Stueps (Moderator)
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Hallo Okotombrok,

auf die Schnelle für mein Verständnis ein Detail in der obigen Abbildung (der Satz ganz oben rechts):

kann man, wenn ein Teilchen am Einfachspalt gebeugt wird, von einem Interferenzmuster sprechen? Ist es nicht ein Beugungsmuster?

Beste Grüße
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Hallo Stueps,

Stueps schrieb in Beitrag Nr. 2358-96:
kann man, wenn ein Teilchen am Einfachspalt gebeugt wird, von einem Interferenzmuster sprechen? Ist es nicht ein Beugungsmuster?

auch wenn das Beugungsmuster durch Minima und Maxima gewisse Ähnlichkeiten mit Interferenzmustern aufweist
ist es natürlich kein Interferenzmuster und sollte auch nicht als solches bezeichnet werden.
Ich werde am Ende des Beitrags eine Anmerkung anhängen, da ich ansonsten die Abbildung ändern, neu hochladen und einfügen müsste.

Vielen Dank für dein aufmerksames Lesen meines Beitrages.

Grüße
okotombrok
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Stueps (Moderator)
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Hallo Okotombrok,

ich wurschtel mich grad durch die ganze Geschichte durch, habe meine liebe Not, alles nachzuvollziehen, da bin ich dann immer sehr auf präzise Formulierungen, und klare, strukturierte Erklärungen angewiesen. Und wenn dann "Interferenzmuster" statt "Beugungsmuster" auftaucht, geht aufgrund meiner massiven Unsicherheit gleich das Gerattere im Kopf los, und ich suche verzweifelt den Fehler in meinen Gedanken :confused::lol:. Deshalb die Frage im letzten Beitrag, ich will hier keinesfalls als Korinthenkacker auftreten :smiley25:. Danke für die schnelle Antwort, und danke auch für deinen großartigen Beitrag!

Hallo Claus,

ich steige immer noch nicht wirklich hinter, ich geb mir aber Mühe. Ich denke, wir werden ja noch einige Beiträge hierzu schreiben.

Beste Grüße
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Ich hasse es, dumm zu sein!
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Claus:
Zitat:
Die Lichtschranken müssen eine gewisse Breite haben, je größer die Wellenlänge des Lichts, desto breiter, denn das Teilchen muss an mindestens einer Wellenlänge vorbeikommen, um ein Photon aufnehmen zu können. Daraus ergibt sich eine Ortsunschärfe der Lichtschranke. Man weiß nicht, wo genau das Teilchen das Photon aufgenommen hat

In Claus-Erklärung verwirrt mich besonders die geforderte Breite. Ist es nicht so, dass die Welle, die Claus beschreibt, ist ein Wellenpaket, in dem verschiedene Wellen ( auch Längen) unterschiedlich verteilt sind? Um die anschaulichen Beispiel zu nehmen: eine Welle, die aufgrund des Erdbebens entstanden ist, ist lang und flach, so dass auf offenen Meer nicht zu sehen ist. Nähert sie der Küste, staut die gleiche Welle: Die Länge kürzt sich, Höhe steigt. Es ist der gleiche Impuls. Welche Wellenlänge in konkretem Fall sich äußert ist mit einer Wahrscheinlichkeit behaftet.

Ich würde auch nicht auf bestimmte Anforderungen (Breite) hinweisen, weil es zu Aufklärung des Phänomens „Unschärferelation“ nicht bringt, lenkt aber von dem eigentlichem Phänomen. Selbstverständlich muss ein Messinstrument so konstruiert sein, dass er seine Aufgabe erfüllen kann.

Mein Verständnis des Phänomens ähnelt des Okotombroks (Hervorhebung von mir):
Okotombrok schrieb in Beitrag Nr. 2358-95:
Ich verstehe das so, dass die Unbestimmtheitsrelation erst bei einer Messung/Wechselwirkung zum Tragen kommt. Bevor ein Teilchen gemessen wird befindet es sich in einem Überlagerungszustand aller möglichen Zustände – Superposition.
Die Lösung der Schrödinger-Gleichung SGL beschreibt die Wahrscheinlichkeitsdichte wo ein Teilchen gemessen werden kann, das kann auch weit außerhalb des Versuchslabors, z.B. auf dem Mond geschehen, was lediglich sehr unwahrscheinlich aber nicht ausgeschlossen ist
Na ja, es geht meistens um Wechselwirkungen innerhalb des Atoms bzw. des Moleküls. Für die Kräfte, die hier wirken ist, ist der Mond ohne Relevanz.

Zitat:
Trotzdem bleibt die Frage nach der Beschaffenheit der Realität offen.
Was für Realität meinst du? Klassische Welt?
Beitrag zuletzt bearbeitet von Irena am 29.01.2021 um 16:12 Uhr.
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Hallo Irena,

Irena schrieb in Beitrag Nr. 2358-99:
In Claus-Erklärung verwirrt mich besonders . . .
Mein Verständnis des Phänomens ähnelt des Okotombroks . . .

ich sehe keinen grundsätzlichen Unterschied zwischen Claus und meinen Beiträgen.
darum schrieb ich auch
Zitat:
zur Unterstützung von Claus Beiträgen habe ich versucht,
die Unbestimmtheitsrelation mathematisch herzuleiten und grafisch darzustellen.

Zitat von Irena:
Was für Realität meinst du? Klassische Welt?

Gibt es nach deiner Meinung verschiedene Realitäten?
Wenn ja, welche.

Ich schrieb in meinem ersten Beitrag:
Zitat von okotombrok:
Meine Frage ist, was hinter den Modellen, Begrifflichkeiten und der Mathematik der Naturwissenschaft an ontologischer Substanz übrig bleibt

Die Naturwissenschaft, sowohl die KM als auch die QM zeigt uns nur Modelle.
Modelle stehen immer für etwas.
Mit diesem Etwas meine ich die Realität.

mfg okotombrok
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Claus (Moderator)
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Hallo Irena und Okotombrok,

Irena schrieb in Beitrag Nr. 2358-99:
In Claus-Erklärung verwirrt mich besonders die geforderte Breite.

Ich hatte versucht, Stueps Beispiel mit der Lichtschranke möglichst anschaulich aufzugreifen. Die "Beite" der Lichtschranke solltet ihr nicht allzu wörtlich nehmen. Was man aber sagen kann ist Folgendes:

Mit Licht einer bestimmten Wellenlänge kann man maximal Dinge sehen, die etwa so groß sind, wie die Wellenlänge des jeweils verwendeten Lichts.

Will man sehr kleine Dinge ansehen, so muss man zwangsläufig Licht einer sehr kurzen Wellenlänge verwenden, sonst kann man das, was man sehen will, nicht mehr auflösen. Im Falle eines Elektonenmikroskops verwendet man z.B. bereits Materiewellen (Elektronen) mit extrem kurzen Wellenlängen, die dann aber (als Kehrseite der Medaille der hohen Auflösung) einen entsprechend hohen Impuls auf das Objekt übertragen, das man untersuchen möchte.
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Beiträge: 1.503, Mitglied seit 14 Jahren
Hallo Claus,
Claus schrieb in Beitrag Nr. 2358-101:
Was man aber sagen kann ist Folgendes:

Mit Licht einer bestimmten Wellenlänge kann man maximal Dinge sehen, die etwa so groß sind, wie die Wellenlänge des jeweils verwendeten Lichts.

Will man sehr kleine Dinge ansehen, so muss man zwangsläufig Licht einer sehr kurzen Wellenlänge verwenden, sonst kann man das, was man sehen will, nicht mehr auflösen. Im Falle eines Elektonenmikroskops verwendet man z.B. bereits Materiewellen (Elektronen) mit extrem kurzen Wellenlängen, die dann aber (als Kehrseite der Medaille der hohen Auflösung) einen entsprechend hohen Impuls auf das Objekt übertragen, das man untersuchen möchte.

Die Erklärung folgte auf Stueps Frage, wie soll denn die Licht- bzw. Photongeschwindigkeit gemessen sein:
Zitat von Stueps:
Kann ich den Speed mit nur einer Wechselwirkung messen, oder brauche ich dazu zwei (Teilchen passiert Lichtschranke 1, nach einer gemessenen Zeit Lichtschranke 2 -> daraus ergibt sich die Geschwindigkeit)?
Mir allerdings war nicht klar - auch durch Nachlesen vorheriger Seite -, dass hier explizit um Elektronenmikroskop ging. Der klassiche Aufbau der Experimente für die Messung der Teilchen (Ort, Impuls) sind m. W. keine Elektronenmikroskope, einfache Detektoren bzw. Platten.
M. E., wie ich schon geschrieben habe, die Auseinandersetzung mit Funktionsweise der Messgeräte in einem Stadium, wenn man die Gesetze der Quantenphysik überhaupt zu begreifen versucht, ist eher hinderlich als hilfreich.
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Beiträge: 1.503, Mitglied seit 14 Jahren
Hallo Okotombrok,
Okotombrok schrieb in Beitrag Nr. 2358-100:
ich sehe keinen grundsätzlichen Unterschied zwischen Claus und meinen Beiträgen.
Es ging doch ursprünglich um die Unschärferelation. Mit meiner unaufmerksamen Lesung habe ich die Lichtschranke nicht als Schranke aus der Lichtwellen sondern als Schranke für die "Wahrnehmung" der zu messende Lichtwelle, die diese Schranke passiert. Ich zwar nach wie vor weiß nicht, wie funktioniert Lichtmikroskop (interessiert mich auch nicht sonderlich), aber verstehe, was Claus gemeint hat. Na ja, nur im Ungefähr ;)

Zitat:
Gibt es nach deiner Meinung verschiedene Realitäten?
Wenn ja, welche.
Zitat:
Die Naturwissenschaft, sowohl die KM als auch die QM zeigt uns nur Modelle.
Modelle stehen immer für etwas.
Mit diesem Etwas meine ich die Realität.

Ich beginne von zweiter Zitat. Ich denke, Du stimmst mir zu, wenn ich sage, dass das, was wir mit unseren Sinnen wahrnehmen, ist ein Model. Auch alles das Wissen, was wir in Jahrtausende Forschung über die Realität (als etwas, was da draussen unabhängig von uns existiert) angeeignet und dadurch unsere Vorstellung über Realität erweitert haben, gehört zum Model.
Daher finde ich wichtig den Satz zu erweitern:
Modelle stehen für die Realität UND unseren Wissenstand. Modelle spiegeln die Realität in der Weise, welches Wissen, welches Erkenntnis wir über Realität haben.

Meine Frage war aufgrund des Unterschieds in Quantenphysik und klassischen. Wenn man in klassische Physik geht von den Objekten aus, die höchsten miteinander interagieren, geht es in Quantenphysik vornehmlich über Beziehungen. Das Teilchen ist etwas "verschmiertes", chameleonsartiges, nicht exakt vorhesehbares, ein Störung des Feldes, die beginnt sich zu verselbständigen, gehört aber noch ihm. Auch Zeit verhält sich höchst merkwürdig. Schon - nach unsere Erfahrung - passierte kann ohne weiters rückgängig abgewickelt werden - ohne Zeitverlust. Also gehört das alles zur Realität? Es kann durchaus angezweifelt werden. Es wurde auch.
Jetzt m. W. herrscht eine Übereinstimmung, dass es zur Realität gehört. Wobei gibt es noch eine virtuelle Welt, die m. W. nicht zu Realität gezählt wird.

Zur Realität und Modellen. Ich habe vor Jahrzehnte über eine Theorie (einer renomierten Wissenschaftlerin, deren Namen erinnere ich nicht) gehört, die ich damals als wissenschaftliche Spinnerei abgetan habe. Die Theorie/Hypothese besagt, dass die Realität ist nichts anderes als ein Rausch von "Pixel", die alle zusammen nichts Sinnhaftes ergeben. Das Sinnhafte verleihen wir der Realität wir. Zwar nicht bewusst. Z.B. die bestimmtes e/m Spektrum wahrzunehmen, es war keine bewusste Entscheidung. Das Lebewesen aber müsste das wahrnehmbare Licht reduzieren, um überhaupt ihn wahrzunehmen zu können. Wir können nicht gleichzeitig Oberfläche und das Innere sehen. Entweder eins oder andere. Beides zusammen ergeben kein Sinn, stören einander.

Jetzt mehr als 3 jahrzehnte später sehe ich es anders. Mittlereweile bin ich überzeugt, dass die Realität ist das Pixelbild meines Avatars. Das Model dazu ist entweder junge Frau oder alte Hexe, je nach Blickwinkel (Annahmen)...
Beitrag zuletzt bearbeitet von Irena am 30.01.2021 um 18:49 Uhr.
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Hallo Irena,

Irena schrieb in Beitrag Nr. 2358-103:
Zitat:
Zitat von okotombrok:
Gibt es nach deiner Meinung verschiedene Realitäten?
Wenn ja, welche.
Zitat:
Zitat von okotombrok:
Die Naturwissenschaft, sowohl die KM als auch die QM zeigt uns nur Modelle.
Modelle stehen immer für etwas.
Mit diesem Etwas meine ich die Realität.

Ich beginne von zweiter Zitat. Ich denke, Du stimmst mir zu, wenn ich sage, dass das, was wir mit unseren Sinnen wahrnehmen, ist ein Model. Auch alles das Wissen, was wir in Jahrtausende Forschung über die Realität (als etwas, was da draussen unabhängig von uns existiert) angeeignet und dadurch unsere Vorstellung über Realität erweitert haben, gehört zum Model.
Daher finde ich wichtig den Satz zu erweitern:
Modelle stehen für die Realität UND unseren Wissenstand. Modelle spiegeln die Realität in der Weise, welches Wissen, welches Erkenntnis wir über Realität haben.

ich merke an deinem Beitrag, dass ich mich missverständlich ausgedrückt habe.
Es geht um die beiden Sätze: "Modelle stehen immer für etwas. Mit diesem Etwas meine ich die Realität."
Besser hätte ich geschrieben: Modelle stehen für eine Interpretation der Realität, nicht für die Realität selbst.

Was wir mit unseren Sinnen wahrnehmen ist selektiv und was wir daraus machen ist subjektiv.
Modelle sind beliebig, z,B. Bohr'sches Atommodell/Orbitalmodell und Ballonmodell/Rosinenteigmodell.
Wobei, außer dem Orbitalmodell vielleicht, beides noch sehr der klassischen Vorstellung zugrunde liegt.
Es scheint überhaupt ein Problem zu sein, die Welt so darstellen zu wollen, dass wir sie verstehen.

Die Natur stellt sich uns nicht einfach so dar wie sie ist, sondern gibt uns nur Antworten auf unsere Fragen.
Und die Art unserer Fragen/Experimente beeinflussen die Antworten/Messergebnisse.
Mit zwei Polfiltern erscheint uns das Licht wie eine Welle, mit drei Polfiltern wie ein Teilchen.

mfg okotombrok
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Hallo Okotombrok,

Okotombrok schrieb in Beitrag Nr. 2358-104:
Besser hätte ich geschrieben: Modelle stehen für eine Interpretation der Realität, nicht für die Realität selbst.

Dies impliziert die klassische philosophische Frage, ob es eine Realität jenseits der Modelle (Wahrnehmungsmöglichkeit, Beschreibbarkeit) gibt. Dem entspricht der Gegensatz von "Glauben" und "Wissen" , Letzteres resultieren aus Wahrnehmung und Erfahrung. Ich halte es für zweckmäßig und sinnvoll "Realität" im Sinn von erfahrbarer Welt zu definieren, weil alles darüber hinaus uferlos und spekulativ ist und damit einer rationalen Begründung und Diskussion nicht zugänglich ist.

Dies schließt natürlich Spekulationen über Schleifen, pulsierenden Energieteilchen, einen Urknall und ein sich endlos ausdehnendes Universum nicht aus. Diese Vorstellungen sollten allerdings als spekulativ gekennzeichnet werden und erst zur Realität gerechnet werden, wenn sie durch Experiment belegt oder sonst wahrgenommen werden.

Eine andere Frage ist, ob sich bei immer genauerem Hinsehen die materiell vorgestellte Welt in Wirkungen, Beziehungen, Wolken, Unschärfen etc. auflöst. Aber was will man an Stelle von Raum, Zeit und Kausalität verwenden ? Auch statistische Aussagemöglichkeiten stellen meines Erachtens eine Form von Kausalität dar, wenn auch weniger genau.

Zitat von Okotombrok:
Mit zwei Polfiltern erscheint uns das Licht wie eine Welle, mit drei Polfiltern wie ein Teilchen.

Für neue, bisher nicht erklärbare Erscheinungen braucht man neue Begriffe und neue Modelle. Vorstellungen und Begriffe können durch erweiterte Wahrnehmungen über den Haufen geworfen werden, wie z.B. das geozentrische Weltbild.


MfG
Harti
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Hallo Okotombrok,

Okotombrok schrieb in Beitrag Nr. 2358-104:
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
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Hallo Otto,

Otto schrieb in Beitrag Nr. 2358-106:
Okotombrok schrieb in Beitrag Nr. 2358-104:
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
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"Der Kopf ist rund, damit die Gedanken die Richtung wechseln können"
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