Welches Fazit kann man aus der Messung des Doppelspaltexperiments ziehen?

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3 Antworten

Messung bedeutet, hinter die beiden Spalten Polarisationsfilter zu setzen, die in unterschiedlichen, aufeinander senkrecht stehenden Richtungen polarisieren. 

Das aber hat zur Folge, dass Interferenz unmöglich wird (da sich zwei Vektoren, die Wellenamplituden beschreiben, ja nur dann zu Null aufsummieren können, wenn sie in gleiche Richtung zeigen).

Das gilt natürlich nicht nur für Licht, sondern auch für Materiewellen (sog. deBroglie-Wellen).

Noch ausführlicher findet sich all das (auf gutefrage.net) schon erklärt an folgenden Stellen:

grtgrt 28.06.2017, 16:33

Kurz gesagt:

Das Doppelspalt-Experiment in all seinen Varianten beweist uns klar und eindeutig, dass Quanten Wellen sind, aber nicht mit kleinen Kügelchen (sog. "Teilchen") verwechselt werden dürfen.

Natürlich ist jede solche Welle aber auch eine nur ganz oder gar nicht konsumierbare Portion von Energie. 

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grtgrt 28.06.2017, 17:03
@grtgrt

Statt "in gleiche Richtung" hätte ich deutlicher "in entgegengesetzte Richtung" schreiben sollen. Das also war gemeint.

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In der klassischen Physik kann man die Beeinflussung durch die Messung im Prinzip beliebig klein machen.

In der Quantenphysik ist jede Messung eine Frage an die Natur, und die Natur beantwortet genau diese Frage.

Dummerweise gibt es Fragen, die sich nicht gleichzeitig beantworten lassen, z. B. nach Ort und Impuls. Wenn die Natur eine dieser Fragen beantwortet, "vergisst" sie, wie sie die andere Frage beantwortet hätte.

(Andererseits ist genau dieses Verhalten die Voraussetzung aller Quantenkryptographie.)

Dies nach der "Standarddeutung". - Etwas Lesestoff: https://de.wikipedia.org/wiki/Interpretationen_der_Quantenmechanik

DerZwiebel 28.06.2017, 18:36

Aber eigentlich ist doch jede Messung und jedes Experiment eine Frage an die Natur, nicht bloß in der Quantenphysik.

Messung heißt aber, ich muss das Messobjekt irgendwie beeinflussen, damit ich eine Antwort erhalte.

Wenn ich die Farbe einer Tomate wissen will, muss ich weißes Licht draufschießen und die Tomate wirft mir die entsprechenden Wellen oder Photonen zurück. Dabei wird die Tomate aber nicht wesentlich beeinflusst.

Bei kleinen Teilchen, z.B. Elektronen, sind die Photonen so groß, dass sie die Lage oder die Geschwindigkeit des Elektrons beeinflussen können.

Um die Geschwindigkeit eines Autos zu messen, sollte man es nicht mit einem anderen Auto zusammenstoßen lassen, obwohl das eine mögliche Messmethode wäre.

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PWolff 28.06.2017, 18:38
@DerZwiebel

Photonen sind Quanten des elektromagnetischen Feldes. Klassisch kann man das elektromagnetische Feld beliebig klein machen.

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SlowPhil 29.06.2017, 09:18
… sind die Photonen so groß,…

Die Formulierung ist irreführend. Photonen, mit denen man die Position eines Elektrons auf weniger als einen Atomdurchmesser genau messen kann, sind, was ihre Wellenlänge betrifft, besonders klein. Was besonders groß ist, dass ist ihre Energie und ihr Impuls.

Diese Begründung dessen, dass sich die Position des Elektrons nicht genau messen lässt, ohne gleichzeitig die des Impulses bedeutend ungenauer zu machen, ist aber unbefriedigend, hält sie doch an der Vorstellung fest, es habe zugleich eine bestimmte Position und einen bestimmten Impuls, man könne sie nur nicht gleichzeitig erfahren. Es verhalte sich also eigentlich klassisch. Das tut es nicht. Es hat selbst einen Wellencharakter, was man in den 1930ern experimentell nachweisen konnte. Außerdem funzt die Chemie nicht mit „klassischen“ Elektronen.

Am besten bezeichnet man das Elektron als elementare Anregung eines Dirac-Feldes, denn Dirac war derjenige, der 1928 die Wellengleichung für solche Teilchen aufgestellt hat. Sie enthält den Spin und die Positronen, also Antimaterie, als Möglichkeit.

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Such mal auf Youtube nach dem Kanal "100 Sekunden Physik", da ist ein gutes Video dazu

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