Wie kann man Bewegung eines Elementarteilchens quantenmechanisch beschreiben?

3 Antworten

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Die QM beschreibt mit der Wellenfunktion die Aufenthaltswshrscheinlichkeit. Kommt es zu einer Interaktion, kollabiert die Wahrscheinlichkeit auf den Ort des Ereignisses oder die Energiemessung. Vereinfacht gesagt. In diesem Sinn ist ein freies Elektron, ein Quant dessen Wellenpaket sich durch den Raum bewegt.

Die Planck-Größen geben Beschreibungsgrößen, bis zu der wir es beschreiben können, s. a. https://de.wikipedia.org/wiki/Planck-Skala?wprov=sfti1

Das ist, was wir beschreiben können, nicht das, was ist. Daher besteht kein Widerspruch zur Kosmologie, die keine Quantelung des Raumes feststellen kann (was sehr beruhigend ist).

Ein Elektron ist im Bereich seiner Wellenfunktion zu jeder Zeit zugleich. Es springt nicht diskret hin und her. Löse Dich von dieser rein korpuskularen Sichtweise. Stelle Dir nicht die Wellenfunktion als Oszillation vor, ihr Integral ist für ein Elektron zu jeder Zeit genau ein Elektron.

Bedenke, es gibt einen herben Konflikt zwischen der erlebten Welt und der QM: Sobald wir beobachten, kollabieren die QM-Funktionen auf den Wert unserer Makrowelt. Dabei können wir nicht zugleich Ort und Geschwindigkeit (ad idem) eines Teilchens genau messen, s. https://de.wikipedia.org/wiki/Heisenbergsche_Unsch%C3%A4rferelation?wprov=sfti1

Hm. Am besten mal ein Seminar oder eine Vorlesung QM besuchen …

Woher ich das weiß:
Studium / Ausbildung

Danke aber was bewegt sich denn nun durch den Raum und wie? Bewegt sich die Wellenfunktion des Elektrons durch den Raum?

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@MacMadB

Ist in der Wahrscheinlichkeit welchen Ort oder Impuls das Elektron bei einer Messung annehmen kann die Bewegungsrichtung der Wellenfunktion enthalten?

Wird ein Elektron dass sich in Raumrichtung x fortbewegt also mit einer höheren Wahrscheinlichkeit in dieser Richtung auftauchen?

Es ist übrigens bemerkenswert wie rätselhaft und seltsam eine augenscheinlich so banale Sache wie die Bewegung von Materie sein kann.

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@Energiekugel

Zwei gleichwertige Sichtweisen:

Wenn die Wellenfunktion sich als Paket durch den Raum bewegt (freies Elektron), dann hat das Paket Geschwindigkeit und Richtung.

Feynman sagt, dass die Wellenfunktion sich immer überallhin erstreckt, nur die (wandernde) Wahrscheinlichkeitsamplitude ist in einem Bereich ausgeprägt und ansonsten fast Null. Damit kann leichter gerechnet und schlüssiger erklärt werden … deshalb sei es hier erwähnt.

Banal ist Materie nur im Alltag: Wer eins auf die Lippe kriegt, hat Schmerzen. Hinter die Dinge schauen und verstehen ist nicht banal …

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Die Sprunghafte Bewegung von Elementarteilchen erfolgt im Feld des Atomkerns. Bei freier Bewegung verwendet die Physik den Welle-Teilchen Dualismus, während in der Atomhülle Quantensprünge vorkommen.

Die Quantenmechanik gibt an, mit welcher Wahrscheinlichkeit sich jetzt oder später etwas an einem bestimmten oder an einem benachbarten Ort befindet. Daraus ist nicht eine eindeutige Bewegungsart oder -geschwindigkeit abzuleiten.

Demnach ist gar nicht klar wohin sich ein einziges Elementarteilchen bewegt? Denn die Messung ergibt zufällige Orte bzw. Impulse, also bewegt sich das Teilchen chaotisch im zick zack durch den Raum? Spielt es dann denn eine Rolle ob ich dem Teilchen vorher einen bestimmten Stoß in eine bestimmte Raumrichtung gebe? Beeinflusst das seine Bewegung?

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(Ich beziehe mich hierauf: http://www.elektronikinfo.de/magnete/magnet.htm)

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    Und davon abgeleitet: Wenn sich das Magnetfeld ständig ändert, müsste dann nicht auch eine andauernde Induktion um mehr oder weniger nahegelegene Leiter zu beobachten sein?

  2. Gilt dieser atomeinzelne Magnetismus (?) auch für Heliumatome und andere Stoffe höherer Ordnungszahlen? Oder liege ich hier mit meiner Vermutung richtig, dass etwa bei C die Elektronen ja für gewöhnlich keine gleichartigen Bewegung besitzen und die Magnetfelder teils gegeneinander gerichtet sind?

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Über eure Rückmeldungen würde ich mich sehr freuen! :-)

KnorxThieus (♂)

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