Unschärferelation


Hier können wir Fragen zur Quantenmechanik diskutieren. Auch die Atomphysik gehört hier hinein.

Photon

Beiträge: 7

Registriert: Mi 7. Sep 2011, 10:43

Beitrag Mo 15. Jun 2015, 22:51

Unschärferelation

Guten Abend.
Ich habe da wahrscheinlich ein Verständnisproblem. Es geht mir um die Unschärferelation von Heisenberg. Die besagt ja, dass man den Ort und den Impuls eines Teilchens nicht gleichzeitig bestimmen kann. Misst man den Ort, kann man den Impuls nicht bestimmen und andersrum. Begründet liegt das ja darin (wenn ich das so richtig verstanden habe), dass durch die Messung selbst Einfluss auf das Teilchen genommen wird. Um das Teilchen vermessen zu können muss man es ja irgendwie bestrahlen, damit wir Information darüber erhalten zu können. Dadurch wird dem Teilchen Energie zugeführt, und es ändert seinen seinen Ort/Impuls. Ist soweit alles weitestgehend korrekt?
Wenn ja, dann hier meine Frage: Die Unschärferelation sagt doch dann nichts über den 'realen' Zustand des Teilchens aus, oder? Sie sagt nur etwas über unsere experimentelle Beschränkung aus, solche Teilchen zu vermessen. Es wird uns nie möglich sein, bei Teilchen gleichzeitig Ort und Impuls zu messen, das ist physikalisch halt so, aber das heißt nicht, dass das Teilchen nicht trotzdem einen bestimmten Ort und einen bestimmten Impuls zur gleichen Zeit haben kann. Wenn keiner misst und das Teilchen sich selbst überlassen wird, meine ich. Beziehungsweise, selbst wenn wir halt den Ort messen, können wir den Impuls zwar nicht bestimmen, dennoch hat das Teilchen doch aber einen...? Somit würde die Unschärferelation nichts über die physikalische 'Realität' aussagen, sondern halt wie gesagt nur über die Unmöglichkeit, diese zu messen. Also.. Sehe ich das richtig? :?

lg.Flo

wjl

Anti-Myon

Beiträge: 157

Registriert: Di 15. Jun 2010, 02:36

Wohnort: zwickau in Sachsen

Beitrag Di 16. Jun 2015, 06:33

Re: Unschärferelation

könnte man so stehen lassen.
Es ist genauso unsicher das vor ort ein Quant ist oder nicht, zu dem zeitpunkt.

Photon

Beiträge: 7

Registriert: Mi 7. Sep 2011, 10:43

Beitrag Di 16. Jun 2015, 15:07

Re: Unschärferelation

hm. okay, also hat die Unschärferelation eigentlich keine großartige Bedeutung für die theoretische Physik, sondern ist nur eine Art Hinweis für Experimentalphysiker, dass die garnicht erst versuchen brauchen, Impuls und Ort gleichzeitig zu bestimmen...?^^"

Myon

Beiträge: 95

Registriert: Fr 21. Mär 2014, 13:00

Beitrag Mi 17. Jun 2015, 16:40

Re: Unschärferelation

Hallo.

Ich bin durch die These von Flee und der Antwort von wjl („…könnte man so stehen lassen“) nun selber etwas verunsichert. :?

Es ist sicher unstrittig, dass DURCH eine Messung z.B. ein Elektron beeinflusst wird, und somit keine genaue Ortbestimmung durchgeführt werden kann.

Angenommen, Elektronen darf man als Teilchen bezeichnen:

Da habe aber BISHER angenommen, dass die Unschärferelation AUCH das “reale“ Elektron betrifft. Auch wenn nicht gemessen wird, befindet sich das Elektron erst dann an einem Ort, wenn es zu einer Wechselwirkung kommt. Bis es zu einer Wechselwirkung kommt befindet sich das Elektron in Superposition und ist praktisch nur mathematisch vorhanden.

Beispiel 1: Elektron kreist um den Atomkern:
Das Elektron ist auch ohne Messung nicht wirklich auf einer Kreisbahn um den Atomkern. Es ist praktisch überall und nirgends (sehr unscharf). Erst bei einer Wechselwirkung wird es dort real, wo es die Aufenthaltswahrscheinlichkeit zulässt.

Beispiel 2: Elektron auf dem Weg zum Doppelspalt:
Das Elektron ist auf dem Weg zum Doppelspalt nicht real vorhanden. Das Elektron ist auch ohne Messung hochgradig UNSCHARF, nämlich in Superposition. Sein Dasein wird erst bei einer Wechselwirkung ersichtlich.

Lange Rede, kurzer Sinn: Ich hätte gedacht, dass sich die Unschärferelation AUCH auf die realen Teilchen bezieht und nicht nur auf die Messung.

wjl

Anti-Myon

Beiträge: 157

Registriert: Di 15. Jun 2010, 02:36

Wohnort: zwickau in Sachsen

Beitrag Mi 17. Jun 2015, 21:05

Re: Unschärferelation

bei der messung nimmst du einfluss.du kannst kein elektron oder quant fassen, da dein messgerät aus atomen mit elektronen besteht.

Ich

Anti-Proton

Beiträge: 689

Registriert: Do 10. Jun 2010, 10:13

Beitrag Do 18. Jun 2015, 08:25

Re: Unschärferelation

Die Unschärferelation ist fundamental, sie gilt immer. Wie mahado schon sagt, sind die s-Zustände von Elektronen im Atom ein gutes Beispiel. Nach klassischer Physik könnten die Elektronen einfach in den Kern fallen und ihre dabei gewonnene (unendlich hohe) Energie als Licht abstrahlen. Die Quantenmechanik verlangt, dass bei stärkerer Lokalisierung des Elektrons sein Impuls und mit ihm die kinetische Energie entsprechend ansteigt, so dass der niedrigste Zustand eben nicht der ist, bei dem das Elektron punktförmig im Kern sitzt.
Benutzeravatar

langlebiges Kaon

Beiträge: 477

Registriert: Sa 6. Apr 2013, 12:58

Wohnort: Nürnberg

Beitrag Do 18. Jun 2015, 20:40

Re: Unschärferelation

Einige Ergänzungen:

Die Unschärfenrelation bezieht sich nicht auf die Messung eines Quantenobjektes, sondern auf den zu seiner Beschreibung verwendeten Quantenzustand. Sie besagt, nicht, dass der Wert einer Observable durch die Messung unscharf wird, sondern sie besagt, dass der Wert der Observablen bereits ohne bzw. vor der Messung unscharf ist, d.h. dass der Quantenzustand ganz grundsätzlich keine exakte Aussage über den Wert der Observablen zulässt.

Natürlich wird der Zustand durch eine Messung beeinflusst, allerdings ist das eben (entgegen der ursprünglichen Formulierung von Heisenberg) nicht der Kern der Aussage.

Der Formalismus lässt mathematisch ganz prinzipiell keine scharf definierten Werte nicht-vertauschender Observablen wie Ort und Impuls zu; dies ist mathematisch ausgeschlossen. Man sollte hier (noch) nicht darüber reden, ob ein Elektron ein Teilchen "ist", ob es "real ist oder wird" usw. Der Formalismus der QM funktioniert, ohne dass man ihn interpretiert in dem Sinn, dass er etwas über "die Realität" aussagt, "die Realität beschreibt", "der Realität entspricht" o.ä. Die Fragen zur Interpretation der QM sind interessant, aber für das Funktionieren und die praktische Anwendung der QM irrelevant.
Er muss sozusagen die Leiter wegwerfen, nachdem er auf ihr hinaufgestiegen ist.
Ludwig Wittgenstein

Photon

Beiträge: 7

Registriert: Mi 7. Sep 2011, 10:43

Beitrag Sa 20. Jun 2015, 23:36

Re: Unschärferelation

ohjeohje.. okay danke für die antworten! ja klar, ich hab in diesem zusammenhang garnich dran gedacht, dass elektronen (bleiben wir mal bei diesem beispiel) ja nur eine aufenthaltswahrscheinlichkeit in einem gewissen raumgebiet haben (dem orbital)... klar ... hm okay, nagut. und weiterführende recherchen haben mich jetz zur Viele-Welten-Interpretation gebracht, oh man ... alles sehr interessant, aber ob man da als "normaler bürger" auch irgendwie komplett hintersteigen kann... nagut, also meinetwegen kann dieser thread als geschlossen betrachtet werden, ich bin zufrieden ^^"

mfg.Flo
Benutzeravatar

langlebiges Kaon

Beiträge: 477

Registriert: Sa 6. Apr 2013, 12:58

Wohnort: Nürnberg

Beitrag So 21. Jun 2015, 14:46

Re: Unschärferelation

Flee hat geschrieben:ohjeohje.. okay danke für die antworten! ja klar, ich hab in diesem zusammenhang garnich dran gedacht, dass elektronen (bleiben wir mal bei diesem beispiel) ja nur eine aufenthaltswahrscheinlichkeit in einem gewissen raumgebiet haben (dem orbital)... klar ...

Ganz so ist das nicht; die Aufenthaltswahrscheinlichkeit außerhalb des Orbitals ist nicht Null. Ich habe das hier mal erklärt:

http://www.physikerboard.de/topic,37753 ... itale.html

Flee hat geschrieben:... und weiterführende recherchen haben mich jetz zur Viele-Welten-Interpretation gebracht, oh man ... alles sehr interessant, aber ob man da als "normaler bürger" auch irgendwie komplett hintersteigen kann... nagut, also meinetwegen kann dieser thread als geschlossen betrachtet werden, ich bin zufrieden ^^"

Ich denke nicht, dass dich das hier viel weiterbringt. Um die Interpretationen der QM zu verstehen, musst du erst mal die Grundlagen kennenlernen.
Er muss sozusagen die Leiter wegwerfen, nachdem er auf ihr hinaufgestiegen ist.
Ludwig Wittgenstein

Zurück zu Quantenmechanik und Atomphysik

Wer ist online?

Mitglieder in diesem Forum: 0 Mitglieder und 1 Gast

cron
Powered by phpBB® Forum Software © phpBB Group
Designed by ST Software for PTF.
Deutsche Übersetzung durch phpBB.de