Was ist die Natur des Lichts?
Ich habe in der Schule gelernt, daß es sich teilweise wie ein Teilchen, teilweise wie eine Welle verhält.
Das war aber der Stand von etwa 50 Jahren. Mittlerweile könnte die Physik weiter sein. Ist sie es? Oder gilt immer noch das, was ich vor 50 Jahren lernte?
6 Antworten
Da gibt es nicht viel weiter zu entwickeln, denn der Dualismus erklärt immer noch die Beobachtungen hervorragend. Das was sich weiter entwickelt hat ist dass auch andere Teilchen eine Wellenfunktion haben können.
Welle und Teilchen sind nur zwei Sichten auf das Gleiche im Sinne der Unschärferelation. Erzwingt man experimentell Ortsschärfe, hat man Teilchen, erzwingt man Impulsschärfe*, hat man Wellen. Anders gesagt: das Absolutquadrat einer Wellenfunktion an einem Ort ist die Wahrscheinlichkeitsdichte, dort ein Teilchen "anzutreffen".
*) der Impuls hängt direkt mit der Wellenlänge zusammen. Wirklich genau kann man die Wellenlänge aber nur bei einem unendlich langen Wellenzug messen - je kürzer der Wellenzug, desto genauer der Ort, desto unschärfer die Wellenlänge und damit der Impuls.
Alle Objekte verhalten sich zum Teil wie Teilchen oder wie Wellen. Das ist keine Besonderheit des Lichts. Die modernere Formulierung wäre etwa, dass unsere Welt aus Mikroobjekten besteht, deren Gesetze völlig anders sind, als es der menschlichen Anschauung entspricht. Auch die Kausalität ist nur eine statistische Erscheinung und existiert in der Quantenphysik nicht.
Quantenphysik ist nicht verstehbar, wenn man unter "verstehen" den Vergleich mit einem Objekt der Anschauung meint.
Du musst dir bei jeder Theorie vor Augen halten, daß alles, was kleiner als ein Atom ist, Modelle sind, um physikalische Phänomene zu erklären. Meist sind diese Theorien zumindest teilweise durch praktische Experimente verifizierbar. Zum Beispiel durch das Doppelspalt-Experiment. Aber der Weisheit letzter Schluss ist das alles nicht.
Wir können uns die Phänomene mit unserer unterbelichteten dreidimensionalen Vorstellungskraft vorerst nicht anders erklären. Zum Beispiel die Beugung des Lichts im Gravitationsfeld oder die Umwandlung von Energie in Materrie.
Das Problem ist das gleiche geblieben, aber die Loesungsansaetze haben sich weiterentwickelt.
Im spaeteren 20.Jh wollte man unbedingt die "Weltformel" herausbekommen.
Diese Ambition hat man mittlerweile aufgegeben. Eine Vereinigung von Quantenphysik und Relativitaetstheorie ist nicht moeglich.
Das Problem ist die Interpretation bestehender Kenntnisse.
Ja genau!
Das ist die Frage, um die es immer geht.
Wenn man die Quantenpyhsik interpretiert, dann gibt es keine eindeutigen Aussagen. Was nicht heisst, dass es keine Belanglosigkeiten gibt.
Empfehlenswert in diesem Zusammenhang: Heisenberg'sche Unschaerferelation.
Deine Antwort empfinde ich aber so. Wissen zu vermitteln, scheint nicht deine Stärke zu sein.
Nein. Ich weiß ja nicht, was für Benutzer du hier erwartest. Heisenberg kam in der Schule (Gymnasium bis zur 12) nicht vor.
Naja, es ist aber schwierig, nach 50 Jahren so ein Thema quasi aus dem Nichts aufzuwaermen. Heisenberg und Quantenphysik sind der zentrale Punkt beim Verstaendnis des Welle-Teilchen-Dualismus.
Unschaerfe bedeutet ja nicht, dass die Messinstrumente unzureichend waeren. Man hat mittlerweile seit Heisenberg extrem genaue Messmethoden entwickelt, welche jedoch die Unschaerfe aber eben nicht aufloesen, sondern immer deutlicher erklaeren. Erstaunlich, dass so eine Entdeckung vor mehr als 100 Jahren ueberhaupt stattfinden konnte.
Aus meiner Sicht wäre die Frage: Wie erklärt man es heute in der entsprechenden Jahrgangsstufe? Hat man sich da schon mit Heisenberg und Unschärfe beschäftigt? Auch auf dem Gymnasium wurden zumindest damals nur die Grundlagen für ein (vielleicht später stattfindendes) Physik-Studium gelegt.
Ich möchte nur den Stand der entsprechenden Jahrgangsstufe aktualisiert.
Ich war auch schon lange nicht mehr in der Schule. Relativitaetstheorie wurde komplett gemacht, Quantenmechanik ein bisschen.
Es kommt da wohl auch auf den jeweiligen Lehrer an, der ja selbst persoenliche Interessen hat, wie weit das vertieft wird. In der Schule bekommt man aber bestenfalls nur einen groben Ueberblick.
Mir wurde damals von meinem Lehrer der Autor Richard Feynman empfohlen, der das wirklich sehr anschaulich darstellen kann ("Vorlesungen ueber Physik").
Aber eine Aufloesung des Welle-Teilchen-Dualismus wird man auch hier nicht finden. Und auch nicht in weiteren 50 Jahren.
Inwiefern?