Frage von Unbekannt5757, 30

Wie verhalten sich klassische Teilchen in Situationen, in denen sich Quantenobjekte als Welle verhalten?

Hallo liebe Physiker, die Versuchung ist ja groß, Photonen oder Elektronen mit ihren Welleneigenschaften etwa mit Luftteilchen zu vergleichen, ohne die Schallwellen ja nicht denkbar wären.

Wie verhalten sich jedoch klassische Teilchen in Situationen, in denen sich Quantenobjekte als Welle verhalten?

Antwort
von YanMeitner, 19

Ich verstehe nicht 100% was du meinst, aber deine Frage am Ende ist recht gut zu beantworten. Man kann sich bei jedem Versuch überlegen, wie sich Teilchen verhalten würden. Das wohl berühmteste Beispiel ist der Doppelspalt. Würde man klassische Teilchen auf ihn schießen, so würde sich auf dem Schirm kein Interferenzmuster ausbilden, sonder zwei Strifen mit den jeweiligen Auftreffpunkten der Teilchen.

Expertenantwort
von SlowPhil, Community-Experte für Physik, 5

Wie verhalten sich klassische Teilchen…

Gar nicht, sie existieren nämlich nicht. Es gibt sich annähernd klassisch verhaltende Mehr- bzw. Vielteilchensysteme. 

…die Versuchung ist ja groß, Photonen oder Elektronen mit ihren Welleneigenschaften etwa mit Luftteilchen zu vergleichen, ohne die Schallwellen ja nicht denkbar wären.

Das ist aber ein riesiges Missverständnis. Die Luftmoleküle könnten auch als klassisch beschreibbare Objekte gedacht werden, Schallwellen würden sie dennoch transportieren (wie Flüssigkeiten / Festkörper übrigens auch).

Das entscheidende an Quantenobjekten ist nicht, dass sie Wellen transportieren, sondern dass sie Wellen sind.

Man kann ein Quantenobjekt, ein Materieteilchen etwa, als elementare Anregung eines Materiefeldes verstehen, das sich solange selbst als Welle verhält, solange man es nicht z.B. als Teilchen lokalisiert.

In dem Augenblick, in dem z.B. ein Detektor es in einem bestimmten kleinen Raumbereich ortet, verhält es sich so, als sei es die ganze Zeit dort und nur dort gewesen, wie man es klassisch erwarten würde.

Das kann aber nicht sein, denn ein monochromatischer Strom solcher Elementarteilchen (monochromatisch = von einheitlichem Impuls = von einheitlicher Wellenlänge) erzeugt ein Beugungsmuster mit Interferenzstreifen, die es nicht geben könnte, wenn sich Materieteilchen klassisch verhielten. Es gäbe ein Duffuses Streumuster, aber keine Interferenzstreifen.

Antwort
von NeoExacun, 16

Alle Teilchen sind Quantenobjekte, von daher verhalten sie sich auch so.

Kommentar von grtgrt ,

Man sollte aber dazu sagen: 

Die Wellenlänge der einem Teilchen zugeordneten deBrouglie-Welle nimmt mit der Größe des Teilchen schnell ab, so dass sein Wellenverhalten dann kaum mehr beobachtbar sein wird. 

Konsequenz daraus:

Je größer ein Teilchen ist (genauer: je mehr Ruhemasse es hat), desto deutlicher wird es sich als klassisches Teilchen präsentieren, d.h. hinterm Doppelspalt wird keine Interferenz mehr beobachtbar sein.


Antwort
von Reggid, 9

klassische teilchen verhalten sich wie klassische teilchen.

darum heissen sie klassische teilchen.

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