Quantenmechanik
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Re: Quantenmechanik
von Bambi am 15.06.2015 01:54Gern geschehen.
Also ich weiß nicht auf welches Experiement du dich beziehst, aber die Experimente mit Polarisationsfilter sind meistens Experimente mit verschränkten Photonen. Dabei wird der letzte Polarisationsfilter (der Quantenradierer, der das Interferenzmuster wieder herstellt) nicht im Strahlgang der Spalten eingesetzt sondern in dem 2. Strahlgang.
Hier z.B. mal eine Zusammenfassung eines solchen Doppelspalt-Quantenradierer-Experiments
Es gibt auch Experimente da wird der Quantenradierer vor dem Schirm eingebaut, so ähnlich wie von dir beschrieben. Es gibt grundsätzlich verschiedenste Abwandlungen von diesen Quantenradierer-Experimenten die sich verschiedenen Fragestellungen widmen. So gibt es auch verzögerte Quantenradierer die augenscheinlich auf Ereignisse in der Vergangenheit Einfluss nehmen.
Grüße Bambi
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Re: Quantenmechanik
von Steffen am 15.06.2015 00:15Hallo Bambi,
Als Beispiel seien die Quantenradierer-Experimente genannt, die sowohl für Interpretationen des Welle/Teilchendualismus als auch für den Einfluss von Messungen auf quantenmechanischer Ebene, hochinteressante und aufschlussreiche Resultate liefern.
danke für den Hinweis. Als Elektrotechniker sind meine Kenntnisse in moderner Physik doch leider recht begrenzt. Ich habe mir eben das einfachste Quantenradierer-Experiment (Doppelspaltexperiment mit Polarisationsfiltern) angesehen.
Ich kannte das Experiment nicht, aber was soll ich sagen, ich glaube, dass ich das Beobachtete sofort erklären kann: Bringt man hinter einem Schlitz einen in x-Richtung durchlässigen Polarisationsfilter und hinter dem anderen einen in y-Richtung durchlässigen Polarisationsfilter an, so erhält man zwei elektrische Elementarwellen, die nicht miteinander interferieren können. Daher wirken auf die Teilchen, die durch die Schlitze gehen, keine Scherkräfte. Man erhält somit auch keine Streifen auf dem Schirm. Also ein durchaus zu erwartendes Verhalten, wenn man das Dipolmodell verwendet.
Bringt man hinter den beiden Polarisationsfiltern einen weiteren in 45° an, so schwingen die Elementarwellen beider Schlitze wieder in die gleiche Richtung. Daher tritt dann wieder Interferenz auf und man bekommt das Streifenmuster. Ich hoffe, ich habe nichts übersehen oder falsch verstanden! Aber so wie es sich mir in der Kürze dargestellt hat, ist das eigentlich leicht zu erklären.
Viele Grüße
Steffen
Re: Quantenmechanik
von Bambi am 14.06.2015 18:08Grundsätzlich solltest du dazu aber auch moderne Experimente betrachten und nicht nur die ersten Experimente. Die Ursprungsexperimente sind ein netter Einstieg zur Erklärung, doch dann sollte man auch weiterführende Experimente betrachten und erklären. Als Beispiel seien die Quantenradierer-Experimente genannt, die sowohl für Interpretationen des Welle/Teilchendualismus als auch für den Einfluss von Messungen auf quantenmechanischer Ebene, hochinteressante und aufschlussreiche Resultate liefern.
Grüße Bambi
Re: Quantenmechanik
von Steffen am 13.06.2015 18:30Hallo Bambi,
Alles klar, dann kann deine Simulation so wie sie derzeit ist keine Beugung erzeugen. Allerdings sollte bei einer einzigen Elementarwelle der komplette Schirm angestrahlt werden. Denn es wäre dann einfach eine kreisförmige Abstrahlung, halt eine Elementarwelle. Eine Gaußverteilung sollte so nicht entstehen, wie kommst du auf eine Gaußverteilung?
Die E(MG)-Welle trifft auch in der Tat den ganzen Schirm. Die Histogramme zeigen aber nicht die Amplitude der Welle, sondern die Häufigkeit, wie oft dort Elektronen einschlagen. Die Elektronen suchen sich solche Wege durch das oszillierende elektrische Feld, wo die Amplituden im Mittel klein sind. Sie durchlaufen quasi die Täler (Minimum der Feldstärke zum Quadrat).
Die Gaußverteilung kommt daher, dass ich den Elektronen beim Passieren der Löcher einen gaußverteilten Schubs nach oben oder unten gebe. Das soll einen Stoß mit dem Schirm simulieren.
Mir geht es bei der Simulation hauptsächlich darum zu untersuchen und zu zeigen, dass es sehr wohl eine logische Erklärung für den Welle-Teilchen-Dualismus geben könnte und dass man vielleicht nicht für immer gezwungen sein wird, sich mit rein mathematischen Modellen zufrieden geben zu müssen.
Interessant, ist deine Geschwindigkeit irgendwie auf die Spaltbreite abgestimmt? Meine Frage zielt auf Folgendes: im Experiment verschwindet die Interferenz mit zunehmender Geschwindigkeit (höherer Energie), wenn eine konstante Spaltbreite verwendet wird. Gleiches gilt natürlich auch für Licht, also natürlich bezogen auf eine höhere Energie bzw. Frequenz.
Mit zunehmender Geschwindigkeit wird der Abstand zwischen den Interferenzstreifen immer kleiner. Mein Histogramm ist dann irgendwann zu grob und man sieht nichts mehr. Man müsste dann die Schlitze näher aneinander bringen und das Histogramm höher auflösen um wieder Interferenzstreifen zu sehen.
Viele Grüße
Steffen
Re: Quantenmechanik
von Bambi am 13.06.2015 16:32Der Abstand zwischen den Linien wird schmaler. Die Simulation ist recht krude. Ich modelliere die Elektronen hier mit harmonischen Oszillatoren, was eigentlich nicht richtig ist. Auch die Einheiten fehlen.
Grüße Bambi
Re: Quantenmechanik
von Steffen am 13.06.2015 16:11Hallo Bambi,
Auch bei einem Doppelspalt sollte im Normalfall Beugung zu sehen sein, sehe ich in deiner Simulation mit 2000 Elektronen auch nichts von.
Beugungsringe erhält man nur, wenn man keine idealen Schlitze verwendet, so wie ich in meiner Simulation. Mit "ideal" meine ich in diesem Fall, dass die Welle hinter dem Schlitz mit einer einzigen Elementarwelle modelliert wird (Huygenssches Prinzip). Eine einzige Elementarwelle interferiert aber nicht, daher sieht man auch keine Beugungsringe.
Wenn man die Schlitze breiter macht, muss man die Simulation mit mehreren leicht verschobenen Elementarwellen durchführen. Siehe Animation ganz unten
http://www.leifiphysik.de/themenbereiche/wellenmodell-des-lichts/ausblick
Schöne Seite finde ich.
Beugung werde ich auch mal untersuchen und demonstrieren. Fehlt noch. Am besten an der Halbebene.
Eine Frage noch zu der Simulation, kann man die Geschwindigkeit der Elektronen einstellen? Wenn ja wäre es interessant ob dies einen Einfluss hat.
Siehe hier (Geschwindigkeit mal 1.5):
Der Abstand zwischen den Linien wird schmaler. Die Simulation ist recht krude. Ich modelliere die Elektronen hier mit harmonischen Oszillatoren, was eigentlich nicht richtig ist. Auch die Einheiten fehlen.
Viele Grüße
Steffen
Re: Quantenmechanik
von Bambi am 13.06.2015 14:05Auch bei einem Doppelspalt sollte im Normalfall Beugung zu sehen sein, sehe ich in deiner Simulation mit 2000 Elektronen auch nichts von.
Eine Frage noch zu der Simulation, kann man die Geschwindigkeit der Elektronen einstellen? Wenn ja wäre es interessant ob dies einen Einfluss hat.
Grüße Bambi
Re: Quantenmechanik
von Steffen am 13.06.2015 11:41Hallo Bambi,
In Experimenten ergibt sich auch bei einem Spalt ein Interferenzmuster, ganz ähnlich dem Muster das bei zwei Spalten auftritt.
ich hatte Dich hier missverstanden. Du meinst Beugung. Dazu müssen die Spalte aber etwas größer sein. Man kann sie sich dann als viele, quasi unendlich dicht beeinanderliegende Spalte vorstellen. Beugung tritt im hier beschriebenen Modell auch auf, da die EMG-Wellen normale Wellen sind.
Hier noch ein Nachtrag. Gezeigt sind die Histogramme, wenn man 2000 Elektronen nimmt.
Warum es beim mittleren Maximum zwischen den beiden Schlitzen zu einem lokalen Minimum kommt, weiß ich noch nicht.
Viele Grüße
Steffen
Re: Quantenmechanik
von Steffen am 13.06.2015 10:31Ach so, das EU ist eine VT, na dann.
Wieso ist das elektrische Universum eine Verschwörungstheorie? Passt doch alles.
Viele Grüße
Steffen
Re: Quantenmechanik
von Steffen am 13.06.2015 10:26Hallo Bambi,
Da muss ich widersprechen. Das sieht vielleicht so aus, weil ich nicht lange genug gewartet habe. Aber nach 1000 Elektronen hat man bei nur einem offenen Schlitz eine perfekte Gaußglocke. Das kann auch garnicht anders sein, weil die Bahnen geradlinig sind und ich für die Elektronenstreuung eine Gaußverteilung gewählt habe.
In diesem Punkt hast Du Recht. Für laufende Wellen muss es eigentlich in der Mitte immer das Maximum haben, weil auf der Linie zwischen den Schlitzen der Gangunterschied Null ist. Das mit dem Schirmabstand gilt ja nur für stehende Wellen.
Aber eigentlich hat man bei dem von mir geposteten Bild mit den beiden offenen Schlitzen das Maximum auch tatsächlich in der Mitte. Die beiden erkennbaren Submaxima könnten ein statistisches Artefakt sein, welches verschwindet, wenn man den Schirm noch weiter entfernt oder mehr "Elektronen" nimmt. Auch bei einer Erhöhrung des Rauschens, würden sie sich herausglätten.
Aber guter Hinweis. Darauf hatte ich noch nicht geachtet.
Viele Grüße
Steffen