Frage von faw88, 87

Wie kann man sich das vorstellen, dass ein Elektron solange überall um das Atom herum ist, bis wir es ,,ansehen"?

Kann man sich das so vorstellen, wie Puppen in einem Horrorfilm, die aufhören, sich zu bewegen, wenn jemand sie anguckt? Wie ist das gemeint? Ich finde keine verständliche Erklärung dazu.

LG!

Expertenantwort
von indiachinacook, Community-Experte für Chemie, 35

Es ist sehr schwer, das anschaulich zu beschreiben. Das Problem beginnt damit, daß Du von „Bewegung“ sprichst, aber eigentlich bewegt sich in einem Atom nichts, die Elektronen sind wahr­schein­lich­keits­verteilt und haben keinen Ort, an dem sie wirklich sind, außer man nagelt sie fest (und dann bleiben sie nicht dort, sondern fangen an, sich wirklich zu bewegen).

Das klingt alles ziemlich esoterisch und unglaub­würdig und dreiviertel­durchgeknallt, aber so kommt es aus den Gleichun­gen raus. Man kann auch eine ziemliche An­schau­ung dafür entwickeln und das mit viel Übung sogar intuitiv finden, aber nur nach ein paar Jahren Studium und viel Mathematik im Hilbertraum.

Expertenantwort
von Kaeselocher, Community-Experte für Chemie, 22

Quantenmechanik vorstellen?

Ich glaube das können die wenigsten ... selbst von denjenigen die sich tiefer mit der Materie behaupten möchte ich nur den wenigsten zutrauen, dass sie sich tatsächlich etwas darunter vorstellen können. Nicht weil die anderen keine Ahnung davon hätten, aber die Welt der Quantenmechanik ist skuril und hat eben ihr ganz eigenen verrükten Gesetzmäßigkeiten. Ich meine versuch mal deinem Sportlehrer zu erklären, dass du den Ball aufgrund der Unschärferelation nicht fangen konntest!

Da kannst du nur hoffen, dass du es nicht beweisen musst, nicht wegen der Rechnung, die ist überschaubar, aber leider wirst du festellen müssen, dass die Auswirkung der Unschärfe so minimal ist, dass du wohl in Erklärungsnot gerätst.

Für ein Elektron hingegen ist das was ganz anderes! Nehmen wir mal einen Tischtennisball von einer Masse mit ca. 2,5g, dann liegt da ein Faktor von 10^28 dazwischen. Naja selbst das ist ja schon kryptisch, denn was kann man sich unter einer 1 mit 28 Nullen dahinter vorstellen außer, dass es wohl eine riesige Zahl sein muss. Ich kann mir deise Zahl jedenfalls nicht vorstellen, zwei Kühe gehen in Ordnung, zehn vielleicht auch noch, aber bei zehn Quadrilliarden Kühen wirds schwierig.

Und genauso wenig kann man sich wohl vorstellen, dass ein Teilchen in einem Quantenzustand eine bestimmte Aufenthaltswahrscheinlichkeit im Raum hat, während es bei der Überlagerung mehrerer solcher Zustände plötzlich ganz wo anders sein kann. Das kommt halt so raus wenn man es in die Gleichungen rein schmeißt und man kann es auch irgendwie interpretieren, aber ob man sich tatsächlich etwas darunter vorstellen kann, da bin ich etwas skeptisch ...

Antwort
von Zyrober, 54

Schönes Beispiel. Nur bewegen sie sich so schnell und seltsam, dass du nicht mit Sicherheit vorhersagen kannst, wo sich wann eins befindet, bis du wirklich mal nachgeguckt hast.

Kommentar von Trotto123 ,

Sie bewegen sich nicht schnell und seltsam. Sie verhalten sich unter Nichtbeobachtung nur wie eine Welle mit bestimmten Aufenthaltswahrscheinlichkeiten. Wenn du sie beobachtest, müssen sie sich für eine feste Position entscheiden und verhalten sich wie ein Teilchen. 

Kommentar von faw88 ,

Wieso müssen sie sich entscheiden? Steuert eine höhere Macht die Elektronen und will nur nicht, dass wir sie an mehreren Orten gleichzeitig sehen? Wie geht das?

Kommentar von genau14zeichen ,

Das ist bei Quantenobjekten nun mal so. Tut mir Leid, dich enttäuschen zu müssen, aber es gibt noch keine verständliche Erklärung dazu. Schau dir mal Elektronen im Doppelspalt an

Kommentar von Trotto123 ,

Es gibt da einen schönen Satz in der Physik:"Wer meint, die Quantenphysik verstanden zu haben, der hat sie nicht verstanden.". 

Antwort
von tenniskekz, 32

Heisenberg'sche unschärferelation wäre hier ein nicht unpassender begriff: deltaX*deltaP=h
X sei hierbei der Ort und p der Impuls. H ist das planck'sche wirkungsquantum. Umso genauer man den Impuls bestimmen kann, desto ungenauer ist der Ort. Genauso umgekehrt. Klingt schon verrückt

Antwort
von Trotto123, 33

Der Effekt ist gut mit dem Teilchen-Welle-Dualismus und der heisenbergschen Unschärferelation zu erklären. Das ganze hier zu erklären würde zu lange brauchen. 

Schau dir doch mal dieses Video an:

Antwort
von Comment0815, 53

gelöscht

Kommentar von faw88 ,

Was?

Kommentar von Comment0815 ,

Ich hab geantwortet, meine Antwort dann aber wieder zurückgezogen. Also bitte einfach nicht beachten. ;-)

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