Wir haben heute in der Schule durchgenommen, daß man auch Materie eine Wellenlänge zuordnen kann, die gleich h/(m*v) ist.
Ist eine Materiewelle aber eine Transversal- oder eine Longitudinalwelle?
Meiner Meinung kann man diese beide Wellenarten nur durch Polarisation der Transversalwelle unterscheiden.
Kann man also Materiewellen polarisieren und hat vielleicht der Spin von Materieteilchen etwas damit zu tun?
Mfg Smart
Hallo, Smart,
interessant, sich mal die Materiewellen ganz hart vorzustellen…
Longitudinal- und Transversalwellen unterscheiden sich darin, was für eine Größe da überhaupt `schwingt’. Bei einer Longitudinalwelle hat eine skalare Größe (bei Schallwellen die [Luft]Dichte) örtliche Schwankungen, bei Transversalwellen muß die Größe ein Vektor (oder sonst etwas, was eine Richtung hat [nämlich Tensoren]) sein. Licht ist deshalb transversal, weil die elektrische und magnetische Feldstärken Vektoren sind.
Materiewellen werden traditionell durch `Wellenfunktionen’ (dieses \psi, was in der Schrödinger-Gleichung auftaucht) beschrieben. Es hängt tatsächlich mit dem Spin zusammen, wie eine Materiewelle aussieht. Ist der Spin 0, dann ist das Teilchen skalar und die Materiewelle longitudinal. Ist der Spin 1, dann hat die Materiewelle drei Freiheitsgrade, zwei transversale und einen longitudinalen. Das Photon hat Spin 1, aber keine Masse, aus intrikaten Gründen fällt wegen der Masselosigkeit der longitudinale Freiheitsgrad weg, und das Photon wird durch eine rein transversale Materiewelle repräsentiert.
Der Spin 1/2-Fall (z.B. Elektron) ist sehr delikat, man kann Spin-1/2-Teilchen nämlich gar nicht direkt beobachten, sondern nur im Zusammenhang mit anderen Teilchen (das Elektron wird nur durch Wechselwirkung mit einem e-m Feld detektiert), folglich gibt es keine Materiewelle mit Spin 1/2 als selbständiges Objekt.
Soviel aus dem Nähkästchen des Theoretikers…
Gruß
Stefan
Wir haben heute in der Schule
durchgenommen, daß man auch Materie eine
Wellenlänge zuordnen kann, die gleich
h/(m*v) ist.
Ist eine Materiewelle aber eine
Transversal- oder eine Longitudinalwelle?
Meiner Meinung kann man diese beide
Wellenarten nur durch Polarisation der
Transversalwelle unterscheiden.
Kann man also Materiewellen polarisieren
und hat vielleicht der Spin von
Materieteilchen etwas damit zu tun?
Noch eine Anmerkung:
Es geht hier offensichtlich um den Welle-
Teilchen-Dualismus, dem Grundprinzip der
Quantenphysik. Es geht darum, dass man
Materie, die klassisch vorgestellt aus
Teilchen wie Atomen, Elementarteilchen
besteht, auch Welleneigenschaften hat, WENN
MAN NUR DIE RICHTIGEN EXPERIMENTE DURCH-
FUEHRT, um diese nachzuweisen (z.B. nutzt
man in einem Elektronenmikroskop die Wellen-
eigenschaften des Elektrons aus). Die Basis
ist also das Beobachten, das Experiment,
mit welchem Eigenschaften eines Objektes
bestimmt werden sollen. Wieder ein Bsp.
beobachte ich Interferenz - dann wird sich
Materie (z.B. Elektron) als Welle entpuppen.
Beobachte ich Teilchenspuren - klar, dann
sind es Partikel. Die Quantenphysik versucht
beide Phaenomene unter einen Hut zu kriegen,
indem sie alles mit Hilfe von
Wellenfunktionen beschreibt. Die Wellen-
funktionen werden als Wahrscheinlichkeits-
verteilungen interpretiert, die Dir dann
z.B. eine Wahrscheinlichkeit dafuer liefern,
dass sich ein beobachtetes Elektron an einem
bestimmten Ort befindet.
MEB