Ist die Atomtheorie bewiesen, wenn selbst die Atommodelle der Quantenmechanik vorrangig als mathematische Aussagen formuliert sind?
Auf die Frage wie man sich denn ein Atom nun vorzustellen habe antwortete Werner Heisenberg, einer der Schöpfer der Quantenmechanik: "Versuchen sie es gar nicht erst!"
6 Antworten
Vieles ist belegt, da man sich ja Atome im Rastertunnelmikroskop und Rasterkraftmikroskop ansehen kann. Eine Suche zeigt Dir z.B.: https://www.scinexx.de/news/technik/elektronenorbitale-sichtbar-gemacht/
Wie immer gilt: Es sind Beobachtungen, die durch die Theorien beschrieben werden. Das heißt nicht, dass alle Aspekte dieser Theorien richtig sind.
Hallo Ollimollii,
ich stimme diesen "Quatenpessimisten" wie HEISENBERG, aber auch FEYNMAN, absolut nicht zu. Ich verstehe Elementarteilchen als elementare Anregungen von Felder, z.B. das Elektron als elementare Anregung des Elektronenfeldes, mit einem Wellencharakter.
Das Quadrat der Amplitude in einem bestimmten Volumenelement steht für die Wahrscheinlichkeit, mit der eine Detektorzelle mit diesem Volumen an dieser Stelle ansprechen würde.
Das Wort "Aufenthaltwahrscheinlichkeit" lehne ich als irreführend ab, denn wenn der Detektor tatsächlich anspricht, heißt dies nicht, dass das Elektron schon vorher genau dort war und nirgendwo anders, sondern es war vorher in einem sog. Energie- und Drehimpulseigenzustand, wie zwei davon in Abb. 1 dargestellt sind, mit keinem bestimmten Ort.
Abb. 1: Zwei verschiedene Zustände eines einzelnen Elektrons in einem Atom. Die Farbe steht für die Phase, die Helligkeit für die Amplitude. Deren Quadrat steht für die Wahrscheinlichkeitsdichte dafür, das Elektron an einer bestimmten Stelle zu orten.
Eine Theorie kann man nicht beweisen. Eine Theorie ist eine Erklärung, wie Dinge in der Natur funktionieren. Sie wird als wahr angenommen, solange man mit dieser Theorie Dinge erklären kann. So konnte z.B. die newtonsche Physik die Welt so erklären, wie man sie zu Zeit Newtons beobachten konnte, und das Bohrsche Atommodell lieferte eine Erklärung für den Aufbau der Materie.
Wenn man Dinge entdeckt, die mit der Theorie nicht übereinstimmen (z.B. Relativitätstheorie), dann ist die Theorie falsch oder unvollständig.
Die Quantenmechanik beschreibt das verhalten der Materie, so wie wir es derzeit beobachten können. Es ist aber bereits erwiesen, dass Quantenmechanik und Relativitätstheorie nicht beide gleichzeitig wahr sein können (d.h. es gibt Widersprüche). Also wird man vermutlich irgendwann eine bessere Erklärung finden.
Kurz gesagt: eine Theorie ist so lange "wahr", wie man mit ihr die beobachtete Welt beschreiben kann, und bis man eine bessere Theorie findet.
Es gibt verschiedene Atommodelle und wenn sie nicht 'falsch', sondern nur 'unvollständig' sind, hat auch jedes seine Berechtigung! Denn jedes Modell erklärt nur einen Teil!
Man braucht keine SchrödingerGleichung für die kinetische Gastheorie! Dafür reicht das AtomModell von Dalton! Starre Kugeln, gleicher Masse!
Sie ist soweit bewiesen, wie das für eine wissenschaftliche Theorie nur möglich ist. Die aktuelle atomorbitaltheorie kann im Grunde alle Beobachtungen der Physik erklären. Es gilt daher der Grundsatz: Solange sich die Theorie nicht als falsch herausstellt und es keine besseren Alternativen zu ihr gibt, kann sie als richtig angenommen werden.