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Grundlagen Quantenphysik

82 Beiträge ▪ Schlüsselwörter: Quantenphysik ▪ Abonnieren: Feed E-Mail

Grundlagen Quantenphysik

29.01.2009 um 19:46
@mastermind

denn es geht die Irrmeinung umher, dass der Zustand eben nicht genau bestimmt ist, solange man nicht gemessen hat.

Der quantenmechanische Zustand wird durch die Wellenfunktion beschrieben, und diese ist bestimmt und entwickelt sich auch deterministisch in der Zeit.

Aber eine Größe wie Aufenthaltsort oder Impuls eines Teilchens muss deshalb nicht einen bestimmten Wert haben.

Wie Faynman sagte, ist die Idee von einem exakten Ort oder einem exakten Impuls eines Teilchens in der Quantenmechanik nicht stichhaltig.

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Grundlagen Quantenphysik

29.01.2009 um 19:50
@ilchegu

recht hast du.
übrigens kennen wir diese aussage auch schon von herrn bohr und ruhterford...
man weis, dass ein elektron sich auf einer bestimmten bahn befindet, aber man kann nicht genau sagen, wo es sich in dem moment auf dieser bahn befindet... deswegen hat er den berühmten rutherfordschen streuversuch mit seiner goldfolie gemacht.
dabei ließ sich nur die wahrscheinlichkeit eines aufenthaltortes bestimmen. aber nicht die genaue position!

man kann eben auf der mikroskopischen ebene keine genauen aussagen machen.
man kann nur die wahrscheinlichkeit berechnen


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29.01.2009 um 19:51
wie eben auch bei dem doppelspalt-experiment!


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Grundlagen Quantenphysik

29.01.2009 um 20:02
@mastermind
Zitat von mastermindmastermind schrieb:Es liegt quasi an den Konzepten, die wir uns von der Physik machen
Ja wir erwarten dass die Frage wo befindet sich ein Objekt eine sinnvolle Antwort haben muss.
Das ist aber fuer ein Elektron im Energieeigenzustand gar nicht der Fall.
Zitat von mastermindmastermind schrieb:Wie es z.B. eine Vereinfachung ist, wenn man sich Teilchen als Kugeln vorstellt,
Ja
Zitat von mastermindmastermind schrieb:sind dann anscheinend genau bestimmte Größen wie Energie nur vereinfacht dargestellt?
Ja und nein

Ein Teilchen kann sich durchaus in einem Zustand befinden indem diese oder jene groesse genau bestimmt ist.
Aber es ist eben zu viel erwartet dass die bei jeem Teilchen dem man so begegnet bei jeder groesse die man sich willkuerlich raus sucht auch der Fall sein muss.

UND es gibt eben Groessen die nicht gleichzeitig genau bestimmt sein koennen.

Sozusagen die Eigenschaft dass eine Bestimmte Groesse genau bestimmt ist ist bereits eine ziehmliche Einschraenkung daran wie der Zustand des Teilchens aussehen kann und fuer verscheiden Groessen koennen sich diese Einschraenkungen gegenseitig ausschliessen.

Zitat von mastermindmastermind schrieb:Das ist sicherlich eine dämliche Analogie. Ich hab dich aber schon verstanden. Aber dass eine Größe nicht eindeutig bestimmt ist, liegt doch an Mangel an Information, oder?
Die Analogie versteh ich ehrlich gesgt nicht wirklich
was den Mangel an Information betrifft.

Der derzeitige Standpunkt ist eben das man vor der Projektion nicht wissen kann wie das Ergebnis der Projetion aussieht. Also das Messergebnis wird durch die messung erst festgestzt.
Der gleiche Zustand liefert unterscheidliche Ergebnisse, was an der besagten unbestimmtheit des Messergebnisses im eigentlichen Zustand liegt.

Die Natuerliche Frage die sich aufdraent ist natuerlich ob dies an unserer Unwissenheit uber alle Eigenschaften des Zustandes liegt oder daran dass es prinzipiell unmoeglich ist es vorher zu wissen.

Bis zu einem gewissen Grad ist die Frage nicht klaehrbar.
Aber was man weis ist das der Zustand zumindest keine klassische Variable ist die man nur nicht kennt. Das wurde wie gesagt experimentiell bestaetigt.

Also dass eine Impuls zB scharf ist ensteht erst durch Messung, aber ob ein Gott wissen koennte welcher scharfe Impuls entsteht das ist nicht klahr.
Was bekannt ist das wir nicht besseres Wissen als die Wahrscheinlichkeit dass dieser oder jener Scharfe Impuls ensteht.
Die ergibt sich naehmlich aus dem Skalarprodukt zwischen dem Urspruenglichenzustand und dem Gemessen zustand.


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29.01.2009 um 20:16
@JPhys:
Okay, mir ist das jetzt um Einiges klarer, danke.

Bis zu einem gewissen Grad ist die Frage nicht klaehrbar.
Aber was man weis ist das der Zustand zumindest keine klassische Variable ist die man nur nicht kennt. Das wurde wie gesagt experimentiell bestaetigt.


Da würd ich gern wissen, wie.


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29.01.2009 um 20:34
Okay, die Videos von Seite 1 erklären so ziemlich alles, was ich wissen wollte.^^


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29.01.2009 um 20:36
@mastermind

Da würd ich gern wissen, wie.

Das findest Du hier:

Wikipedia: Bellsche Ungleichung


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29.01.2009 um 20:41
@mastermind
Zitat von mastermindmastermind schrieb:Da würd ich gern wissen, wie.
Wikipedia: Aspect experiment

Im Wesentlichen benutzt man ein paar verschraenkter spins

Und misst dann die Korrelation der Spins in bestimmten Winkel zueinander.
Dabei kommt was anderes Raus wenn man annimmt dass die seit der Trennung tatsechlich die ganze Zeit eine bestimmten spin hatten.

Als wenn man annimt das der Spin erst bei der Messung des ersten ensteht.

Weil man durch eine Messung des ersten Spins den zweiten spin in einen Eigenzustand der gemessenen Groesse bringt.

Der aber wie gesagt in den anderen spinkomponenten immer noch unbestimmt ist.

Wenn man das fuer verschieden Winkel tut kann man den Unterschied sehen.

(fuer eine bessere erklaehrung muss man die Sache nachrechen und dafuer auch wissen wie man einen Spin mathematisch beschreibt usw)


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29.01.2009 um 23:21
Zitat von JPhysJPhys schrieb:Ein Teilchen kann sich durchaus in einem Zustand befinden indem diese oder jene groesse genau bestimmt ist.
Aber es ist eben zu viel erwartet dass die bei jeem Teilchen dem man so begegnet bei jeder groesse die man sich willkuerlich raus sucht auch der Fall sein muss.
ein teilchen, das hier ein photon wiedergeben soll, kann sich in keinem zustand befinden, da es den zustand und den ort erst durch eine messung erfährt. denk doch bitte mal logisch nach....
bei dem inteferenzmuster ist doch klar ersichtlich, dass nur wenn gemessen wird ein teilchen enweder eine polarisation oder einen ort erhält. misst man nicht, zeigt sich das photon als welle und gibt nur die "WAHRSCHEINLICHKEIT" des auftreffens an!


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30.01.2009 um 11:19
@Belight82

Ein QM-Teilchen kann sich natürlich in einem Zustand befinden, in dem eine Messgrößen genau bestimmt ist, nur muss das halt nicht so sein.

Wenn bei dem Doppelspaltexperiment z.B. der Ort unbestimmt ist, kann der Impuls durchaus genau bestimmt sein.


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30.01.2009 um 11:22
@ilchegu

und was für ein zustand soll das sein? es wird erst du die messung ein zustand festgelegt. dabei muss das keine messung eines beobachters sein, eine wechselwirkung führt automatisch zu einer messung.
aber irgendeine form von messung muss es geben, sonst ist deine aussage rein hypothetisch und nie beweisbar, da du deine aussage nicht überprüfen oder beweisen kannst, da du mit der überprüfung deiner aussage automatisch einen messvorgang auslöst.


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30.01.2009 um 11:24
Zitat von ilcheguilchegu schrieb:Ein QM-Teilchen kann sich natürlich in einem Zustand befinden
das kannst du einfach nicht untermauern, da du es nur vermuten oder erraten kannst. aber wenn du es überprüft, gibst du mit deiner überprüfung einen messzustand vor und damit bekommste zwar eine bestätigung, die aber verworfen werden muss, da es ja ein messvorgang war. und das ist ja schon bekannt, das messungen einen zustand erst definieren!


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30.01.2009 um 11:31
@Belight82

Die Aussage, dass eine Größe unbestimmt ist, bedeutet, dass das Ergebnis einer Messung nicht vorhergesagt werden kann. Wie Du richtig schreibst: und das ist ja schon bekannt, das messungen einen zustand erst definieren!

Wenn eine Größe bestimmt ist, so lässt sich das Ergebnis der Messung vorhersagen, der Zustand existiert also schon vor der Messung. Und das lässt sich experimentell sehr einfach untermauern :)


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30.01.2009 um 11:37
nenn mir mal ein beispiel, das wäre das erste mal in meinem leben, dass in der quantenphysik ein zustand eines photons ohne einen messvorgang schon definiert ist.

du wirfst mit deiner aussage 100 jahre quantenphysik über einen haufen


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30.01.2009 um 11:47
Das Doppelspaltexperiment wird doch im Vakuum durchgeführt, oder?
Wie sonst kann man verhindern, dass die Photonen mit Luftteilchen wechselwirken?


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30.01.2009 um 11:53
@mastermind

japp. es wird im vakuum durchgeführt, weil nur dort das photon nicht mit einem luftmolekül wechselwirken kann...


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Grundlagen Quantenphysik

30.01.2009 um 11:55
Damit es beim Doppelspaltexperiment zur Interferenz kommt, müssen die Photonen alle den selben bestimmten Impuls haben (monochromatisches Licht). Die Photonen sind auf die Eigenschat Imupls präpariert.

Daraus folgt, dass die Eigenschaft Ort der Photonen unbestimmt ist, was die Ortsmessung auch bestätigt.

Wenn Du aber den Impuls der Photonen messen würdest, wirst Du den vorher präparierten Impuls messen, weil der Impuls eben bestimmt ist.


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30.01.2009 um 12:07
du kannst ja logischer weise auch nicht die wellennatur des lichtes nicht verändern.

natürlich kannste auch kein doppelspaltexperiment mit einen fußball und einem medizinball durchführen. für ein gleichmäßiges verhalten muss schon gesorgt sein. das ist bei allen versuchen so, da sonst ein versuch keinen sinn machen würde.

aber glaub mir, es ist "definitiv" nicht möglich einem photon oder elektron eine bestimmten zustand zuzuschreiben, weil kein zustand existiert.
wenn deine aussage zutreffend wäre, dann gebe es auf der welt keinen alpha-zerfall, denn dann gebe es auch keinen tunneleffekt. und ohne tunneleffekt könnten elektronen nicht unter diversen umständen die bahnen ändern oder gar verlassen!


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Grundlagen Quantenphysik

30.01.2009 um 12:40
@Belight82

du kannst ja logischer weise auch nicht die wellennatur des lichtes nicht verändern.

natürlich kannste auch kein doppelspaltexperiment mit einen fußball und einem medizinball durchführen. für ein gleichmäßiges verhalten muss schon gesorgt sein. das ist bei allen versuchen so, da sonst ein versuch keinen sinn machen würde.


Was soll das in diesem Zusammenhang bedeuten?


wenn deine aussage zutreffend wäre, dann gebe es auf der welt keinen alpha-zerfall, denn dann gebe es auch keinen tunneleffekt. und ohne tunneleffekt könnten elektronen nicht unter diversen umständen die bahnen ändern oder gar verlassen!

Ich habe gesagt, dass ein Photon einen Zustand haben kann, in dem der Impuls des Photons bestimmt ist. Daraus folgt aber gleichzeitig, dass der Ort des Photons unbestimmt ist. Es kann natürlich keinen Zustand haben, in dem beide Eigenschaften bestimmt sind (Unschärferelation).

Der Tunneleffekt beruht auch auf der Unschärferelation, und der Alphazerfall auf dem Tunneleffekt. Wo gibts da ein Problem?


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30.01.2009 um 12:42
http://www.br-online.de/br-alpha/alpha-centauri/index.xml (Archiv-Version vom 05.02.2009)

Klickt da mal links auf 2002. Und dann auf das Video "Was ist die Unschärferelation" und kuckt es an! Sehr gut erklärt!


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