wert Elektron Messwerte Zustandes moderne Physik theoretischen Physik Endzustand

HILFE!!: phasendiagramme & unschärfeprinzip

Von: , Frage gestellt am Mi, 7. Jun 2000

hallo liebe physiker!
ich bin abiturient und muss leider in die existenzprüfung in physik. die themen, die ich können muss, verstehe ich. nur bei den oben genannten themen, der heisenbergschen unschärferelation und dem erstellen von phasendiagrammen zum bestimmen der phasenverschiebung von I und U bei wechselspannungswiderständen (C und L), sowie die leistungen (blindleistung, scheinleistung, wirkleistung) im wechelstromkreis, habe ich noch einige verständnisprobleme.
es wäre sehr, sehr nett, wenn mir jemand in diesen bereichen auf die sprünge helfen könnte, bzw. mir url's oder referate zu diesen themen mit anschaulicher erklärung zuschicken könnte.
bin sehr dankbar für jede hilfe (noch ein jahr schule?! nein danke! ;-) )

euer marten

15 Antworten zu dieser Frage

1. Antwort von nach einem Tag hilfreich

   *immernochkniefallübendumhilfebittend*

   hallo
   gibt es denn wirklich keine schlauen physiker, die eine antwort parat haben?
   keine seite auf der die themen erklärt werden? oder ein referat dazu?
   
   gebt euch doch bitte einen ruck!
   
   *beiantwortsehrdankbar* marten
   

   • Antwort von nach einem Tag hilfreich

     Teilantwort

     Hallo Marten,
     
     also: Die Unschärferelation von Heisenberg besagt im Prinzip, daß man bestimmte Paare von physikalischen Größen nicht gleichzeitig beliebig genau messen kann. Das gilt zum Beispiel für die Paare Impuls/Ort und Energie/Zeit. Das Produkt der Unschärfen beider Messungen ist immer größer als ein bestimmter Wert (welcher, muß ich erst nachsehen).
     
     Über die Phasendiagramme weiß ich leider nichts.
     
     Gruß, Kubi
     

     • Antwort von nach einem Tag hilfreich

       danke, das ist ja schon ein bisschen

       thanks
       

     • Antwort von nach einem Tag hilfreich

       Re: Teilantwort

       also: Die Unschärferelation von
       Heisenberg besagt im Prinzip, daß man
       bestimmte Paare von physikalischen Größen
       nicht gleichzeitig beliebig genau messen
       kann.
       Ganz wichtige Anmerkung:
       Das hat nichts mit Messungenauigkeit zu
       tun. Es ist eine prinzipielle Angelegen-
       heit. Also, selbst wenn ich unendlich
       genau messen koennte (was natuerlich illu-
       sorisch ist), ist es absolut nicht moeglich,
       z.B. Ort und Impuls eines Elektrons
       gleichzeitig zu bestimmen. Dies hat eine
       ganz entscheidende Auswirkung, denn wie
       soll ich die Bahn eines Elektrons berechnen,
       wenn ich Ort und Impuls (Geschwindigkeit)
       nicht zur gleichen Zeit genau messen kann.
       Die Antwort: Es geht in der Tat nicht und
       die Quantenphysik beschreibt auch keine
       Elektronen-Bahnen (wie gern beim Atommodell
       verwendet), sondern Orbitale, welche die
       Aufenthaltswahrscheinlichkeit (Betonung
       auf Wahrscheinlichkeit!!!) von Elektronen
       verkoerpern. Du siehst also, die
       Unbestimmtheitsrelation (der Begriff
       Unschaerferelation wird zwar oft verwendet,
       ist eigentlich aber ungenau) ist der Kern
       der Quantentheorie.
       
       Warum so eine Unbestimmtheit?
       Auch das kann man verstehen. Die Quanten-
       physik versucht den Mikrokosmos zu
       beschreiben. Immer, wenn ich eine Messung
       an einem System (z.B. Atom) vornehme, wirke
       ich darauf ein. Waehrend man bei der
       Beschreibung makroskopischer Dinge davon
       ausgehen kann, dass das System, an welchem
       gemessen wird, durch die Messung unberuehrt
       bleibt, kann man das im Mikrokosmos nicht
       mehr. Meine Messung veraendert also den
       Zustand des Atoms. Verschiedene
       Messeinrichtungen veraendern den Zustand des
       Atoms auf verschiedene Weise. Und wenn ich
       jetzt Ort und Impuls gleichzeitig messen
       will, dann veraendern beide
       Messeinrichtungen (wie diese aussehen, ist
       irrelevant) das Atom auf eine andere Weise.
       Der Zustand des Atom ist also zum Zeitpunkt
       der Messung unbestimmt.
       
       MEB
       

       • Antwort von nach einem Tag hilfreich

         danke, das war gut

         -)))
         *breitgrinsundversteh*
         

       • Antwort von nach 7 Tagen hilfreich

         Re^2: Teilantwort

         also: Die Unschärferelation von
         Heisenberg besagt im Prinzip, daß man
         bestimmte Paare von physikalischen Größen
         nicht gleichzeitig beliebig genau messen
         kann.
         Ganz wichtige Anmerkung:
         Das hat nichts mit Messungenauigkeit zu
         tun. Es ist eine prinzipielle Angelegen-
         heit.
         Das stimmt natürlich. Hätte ich auch sagen müssen. Schäm... Warum so eine Unbestimmtheit?
         Auch das kann man verstehen. Die Quanten-
         physik versucht den Mikrokosmos zu
         beschreiben. Immer, wenn ich eine Messung
         an einem System (z.B. Atom) vornehme, wirke
         ich darauf ein [Details gekürzt]
         Meines Wissens ist dieses nur eine Eselsbrücke zum Verständnis, hat aber nichts mit einer tatsächlichen "körperlichen" Einwirkung zu tun. Aber ist natürlich für diesen Zweck gut geeignet.
         
         Kubi
         

         • Antwort von nach 7 Tagen hilfreich

           Re^3: Teilantwort

           Immer, wenn ich eine Messung
           an einem System (z.B. Atom) vornehme, wirke
           ich darauf ein
           Meines Wissens ist dieses nur eine Eselsbrücke zum
           Verständnis,
           Es ist mehr als nur eine Eselsbruecke.
           In der Quantenphysik spricht man korrekterweise davon,
           dass der Messprozess zu einer Aenderung des Zustandes
           des betrachteten Systems fuehrt.
           Genau auf dieser Idee baut der Hilbertraumformalismus auf,
           der fuer die mathematische Beschreibung quantenphysikalischer
           Phaenomene gern verwendet wird. Man muß doch eingestehen,
           diese Herangehensweise (Messung beeinflusst Messobjekt) ist
           irgendwie logisch.
           
           MEB
           

           • Antwort von nach 7 Tagen hilfreich

             wirklich?

             Es ist mehr als nur eine Eselsbruecke.
             In der Quantenphysik spricht man korrekterweise davon,
             dass der Messprozess zu einer Aenderung des Zustandes
             des betrachteten Systems fuehrt.
             Zunächst einmal: Deine Antworten lesen sich sehr professionell, daher vermute ich, daß Du meine Einwände sicher zerschlagen wirst.
             
             Ich habe diese Sache mit "Messung stört Zustand" ebenfalls als Erklärung für den Laien in Erinnerung. Soweit ich mich erinnere, erklärt die Quantenmechanik (QM) das Phänomen der Unbestimmtheit völlig unabhängig tatsächlich erfolgenden Messungen. Es heißt ja auch nicht umsonst das Unbestimmtheits*prinzip*, denn es ist eben aus *Prinzip* so, dass z.B. Ort und Impuls nicht gleichzeitig bestimmbar sind. Es gibt wohl durch Wechselwirkung zwischen Teilchen die theoretische Überlegung, bei einem der Wechselwirkenden Teilchen den Ort zu messen und zeitgleich über das/die andere(n) Teilchen auf den Impuls des ersten Teilchens zu schließen. Somit haette ich Impuls und Ort des Teilchens für diesen einen Moment bestimmt. Das Unbestimmtheitsprinzip verbietet das aber und es funktioniert in der Realität ja tatsächlich nicht. Es hat aber in diesem Beispiel nichts damit zu tun, dass meine Ortsmessung den Zustand des ersten Teilchens verändert hat.
             
             meint C.
             (Dies sind übrigens aus dem Gedächtnis zitierte Vorgänge, die u.U. von mir falsch wiedergegeben wurden. Entschuldigt daher bitte grob fahrlässige Fehler in meiner Argumentation.)
             

           • Antwort von nach 8 Tagen hilfreich

             Re: wirklich?

             Zunächst einmal: Deine Antworten lesen sich sehr
             professionell,
             
             Dafuer danke ich.
             
             Was Messungen und Quantenphysik angeht, bin ich durch W-W-W
             auf ein Buch aufmerksam gemacht worden, das ich ueberaus
             interessant fand. Es ist von Gary Zukav und nennt sich
             "Die tanzenden Wu Li Meister". Es handelt ueber moderne
             Physik, ist aber von einem Nichtphysiker geschrieben und
             enthaelt keine Formeln. Kann ich waermstens empfehlen.
             
             Ich habe gemerkt, dass sich gelernte Physiker (ich bin einer
             davon) allzuoft hinter mathematischen Formulierungen verstecken.
             Dieses Buch ist das genaue Gegenteil davon. Es versucht in
             verstaendlichen Worten die Grundideen der mathematischen
             Formalismen herueberzubringen. Als ich dieses Buch las, war
             ich erstaunt, wieviele Dinge ich davon wiedererkannte (in Form
             von mathematischen Formulierungen, die mir bekannt waren).
             
             Um die Heisenbergsche Unbestimmtheit noch einmal heranzubringen:
             Es ist in der Tat ein Grundprinzip, welches nichts mit Mess-
             unsicherheiten (also Messfehlern) zu tun hat. Dennoch liegt das
             Prinzip im Messprozess begruendet. Da das Messen auf den Zustand
             eines Systems einwirkt und aendert, sind beliebig verschiedene
             Groessen nicht gleichzeitig beliebig genau bestimmbar.
             
             Um ein wenig mehr den mathematischen Formalismus zu beleuchten:
             Physikalische Groessen wie z.B. der Impuls werden in der
             Quantenphysik als "Operatoren" beschrieben. Ein physikalisches
             System (z.B. ein Atom) wird durch Zustandsfunktionen beschrieben.
             Die Operatoren kann man auf die Zustandsfunktionen anwenden
             (wie eine gewoehnliche Rechenoperation wie z.B. Addieren). Dabei
             entsteht eine neue Zustandsfunktion. Diese Anwendung des
             Operators (Operation) ist nichts anderes als der Messprozess
             selbst. Gemessen werden sogenannte "Eigenwerte" des Operators.
             
             Die Staerke der Quantenphysik liegt meines Erachtens gerade
             darin, dass sie ohne Annahmen wie einen gegebenen Raum oder
             gegebene Koerper auskommt. Sie geht gleich an die Philosophie
             des Messens heran. Nur das Messergebnis ist das einzig
             physikalisch verwertbare! Denn, was waere ein Elektron, wenn
             ich es nie nachweisen koennte? Ist es dann trotzdem existent?
             Oder, was haette es fuer einen Sinn, ueber Teilchen zu
             schwafeln, deren Existenz man gar nicht experimentell
             nachweisen kann?
             
             MEB
             

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