Ein etwas verwirrtes Hallo von mir 
Ich habe mir gerade eben das oben genannte Experiment in youtube angeschaut und bin etwas verwirrt. (http://www.youtube.com/watch?v=to2QMNtolQs)AbAb) dem Punkt an dem Messungen gemacht werden erscheint ein komplett neues Bild auf dem Detektor. Aber warum?
Kann mir das jnd (einfach ) erklären? Würde mich sehr freuen 
.
Hallo!
Du bist nicht der erste, den das Doppelspaltexperiment verwirrt …
Ich habe mir gerade eben das oben genannte Experiment in
youtube angeschaut und bin etwas verwirrt.
(http://www.youtube.com/watch?v=to2QMNtolQs)AbAb) dem Punkt an
dem Messungen gemacht werden erscheint ein komplett neues Bild
auf dem Detektor. Aber warum?
Kannst Du genau angeben, was Du mit dem Punkt „an dem Messungen gemacht werden“ meinst? (Gib einfach den genauen Zeitpunkt im Video an).
Wenn Du den Punkt meinst, wo beide Spalte geöffnet werden (3:30), dann gibt es darauf zwei Antworten:
Nein, niemand kann Dir erklären, warum sich Photonen so und nicht anders verhalten. Es ist ein Wesensmerkmal der Quantenphysik, dass sie es tun. Einen tieferen Sinn kann man darin nicht erkennen.
Quantenobjekte verhalten sich so, wie hier beschrieben. Ihre Bewegung wird durch Wellenfunktionen beschrieben. Die Wahrscheinlichkeit ein Quantenobjekt an einem bestimmten Ort zu finden, wird durch die Interferenz aller Wellenfunktionen (über alle denkbaren Wege) ermittelt.
Ich schreibe gerne mehr, wenn Du noch ein bisschen konkreter nachfragst. Übrigens: Ich halte des Video für ganz ausgezeichnet! (Dafür *) Schade, dass ich erst jetzt drauf gestoßen bin / wurde. Ich hätte es sicher in der einen oder anderen Physik-Stunde einsetzen können.
Michael
Erstmal danke für die Hilfsbereitschaft
Meine Probleme entstehen im 2. Teil (http://www.youtube.com/watch?v=Xw7SYcHw9WY&feature=r…) nach c.a 3 minuten
Also die Frage warum die Photonen mit Messung anders reagieren als ohne.
Hallo!
Du hast einen Doppelspalt und einen Schirm. Der Doppelspalt wird vom Teilchen zum Zeitpunkt t1 passiert. Der Schirm wird zum Zeitpunkt t2 erreicht. Du kannst eine Wellenfunktion aufstellen und sie sagt Dir mit welcher Wahrscheinlichkeit das Teilchen zu den Zeitpunkten t1 und t2 sein wird. Für t2 gibt die Wellenfunktion dieses typische Interferenzmuster des Doppelspalts an. Für t1 sagt sie eine Wahrscheinlichkeit von 50% für jeden der beiden Spalte voraus.
Wenn Du nun zum Zeitpunkt t1 eine Messung vornimmst, dann ist das Ergebnis in 50% der Fälle der linke Spalt und in den restlichen 50% der Fälle der rechte Spalt. Aber: Nach dieser Messung ist die Situation eine andere: Nun kennst Du für jedes einzelne Teilchen den Aufenthaltsort. Folglich musst Du für jedes dieser Teilchen eine Wellenfunktion wählen, die zum Zeitpunkt t1 eine 100% Wahrscheinlichkeit für den entsprechenden Fall angibt.
Es ist ein bisschen wie beim Pokerspiel: Jeder hat zwei Karten auf der Hand. Zusätzlich werden im Laufe des Spiels fünf Karten aufgedeckt, die praktisch allen Spielern gemeinsam gehören. Mal angenommen, Du hast einen Buben und eine Dame auf der Hand - ein ziemlich mittelmäßiges Blatt. Die Wahrscheinlichkeit, dass Du durch die fünf Karten auf dem Tisch ein Pärchen zusammen bekommst, beträgt etwa 50%. Wenn Du vorsichtig bist, wirst Du nicht allzuviel auf diese Hand setzen. Bist Du mutig, dann hoffst Du darauf, doch noch ein Pärchen zu kriegen. Deine Spielweise hängt also von Deinem Charakter ab. Sind die fünf Karten aufgedeckt, dann beträgt die Wahrscheinlichkeit, dass Du ein Buben-Pärchen oder ein Damen-Pärchen hast, immer noch 50%. Nun hast Du aber die Gewissheit, ob diese Konstellation eingetreten ist oder nicht. Nehmen wir an, es war eine Dame dabei. Obwohl Du vorher vorsichtig warst, wirst Du nun vielleicht viele Chips auf Dein Damen-Pärchen setzen und gewinnen. Wenn Du kein Pärchen hast, wirst Du nun vielleicht passen, obwohl Du eigentlich ein Draufgänger bist. Deine Spielweise hängt nun also nicht mehr nur vom Charakter ab, sondern auch von der tatsächlichen Kartenverteilung.
Das Aufdecken der Auslage steht symbolisch für den Messvorgang. Man beachte, dass es nicht die Gewinnwahrscheinlichkeit ist, die die Spielweise beeinflusst, denn diese ist so oder so 50%. Es ist einfach Kenntnis darüber, ob man zu den 50% Gewinnern gehört oder zu den 50% Verlierern.
Michael
Hallo
Nach der Koppenhagener Deutung kommt es bei einer Messung zu einem Kollaps der Wellenfunktion. Das Interferenzmuster entsteht, weil man davon ausgehen muss, das die Welle durch beide Spalten geht. Misst man jedoch an einem Spalt, ob das Teilchen hindurchgegangen ist, so wird ausgeschlossen, das es durch den anderen gegangen ist, und die Entwicklung der Wellen kann nur von diesem Spalt aus weitervollzogen werden. Das entstehende Muster verändert sich!
MfG IGnow
Vielen dank euch beiden für eure Mühe. Habs verstanden .
Hallo,
meinen Respekt an karl und alle, die das verstehen und ich meine damit nicht dein Poker-Beispiel.
Mir sind die Quanten unheimlich, zeigen sie doch menschliche Verhaltensweisen und ich glaube, wenn ich mich näher damit befassen würde, würde ich sie immer noch nicht verstehen, sondern eher dem Wahnsinn verfallen.
Dennoch zwei Fragen zu dem Doppelspaltexperiment:
Gruß
Pontius
Hallo
Mit einigen seltsamen Verhaltensweisen von Quanten komme ich auch nicht wirklich klar. Zum Beispiel kann ich nicht aktzeptieren, das es einen „Beobachter“ braucht um Quanten aus ihrem seltsamen Überlagerungszustand zu bringen. Die Welt sollte auch ohne Beobachter so sein wie ohne. Die Viele-Welten-Theorie ist mir lieber.
- Sind die Muster auf dem Bildschirm für das menschliche Auge
so sichtbar, wie dargestellt oder war das nur eine Simulation?
Klar sind die sichtbar! Versuche dazu macht man sogar schon im Schulunterricht.
- Kann es nicht sein, dass aufgrund der angewandten
Messverfahren die Ergebnisse verfälscht werden?
Genau deswegen ändert sich ja das Muster. Weil das Messverfahren die Messwerte verfälscht. Diese Überlegung ist auch Grundlage für die Heissenberg’sche Unschärferelation.
MfG IGnow
- Sind die Muster auf dem Bildschirm für das menschliche Auge
so sichtbar, wie dargestellt oder war das nur eine Simulation?Klar sind die sichtbar! Versuche dazu macht man sogar schon im
Schulunterricht.
Ja, der Versuch, bei dem das Interferenzmuster sichtbar wird, ist bekannt und durch den Vergleich mit den Wasserwellen nicht so schwer zu verstehen.
Aber wird der Versuch, mit der Messung an den Spalten, bei dem sich - erstaunlicherweise - der Charakter des Lichts nur aufgrund der Messung (Beobachtung) verändert, auch im Schulunterricht gezeigt?
- Kann es nicht sein, dass aufgrund der angewandten
Messverfahren die Ergebnisse verfälscht werden?Genau deswegen ändert sich ja das Muster. Weil das
Messverfahren die Messwerte verfälscht.
Das verstehe ich aber nicht unter Beobachtung.
Diese Antwort hätte ich jetzt nicht erwartet, denn ich dachte, es müsste möglich sein, die Messung ohne Einfluss auf das Ergebnis vorzunehmen.
Die Messung erfolgt doch sicher berührungslos und passiv, oder?
Hallo!
Um Dich noch ein bisschen mehr zu verwirren: Die Auswirkungen des Messprozesses sind eine Interpretation der der Unschärferelation. Es gibt aber durchaus auch andere.
Das verstehe ich aber nicht unter Beobachtung.
Diese Antwort hätte ich jetzt nicht erwartet, denn ich dachte,
es müsste möglich sein, die Messung ohne Einfluss auf das
Ergebnis vorzunehmen.
Die Messung erfolgt doch sicher berührungslos und passiv,
oder?
Auf den ersten Blick ist das so, aber wenn man genauer hinschaut, stellt man fest, dass es keine „passive“ Beobachtung gibt. Wenn Du den Weg eines Teilchens nachvollziehen willst, dann musst Du das Teilchen sehen. Im Dunkeln sieht man aber nichts; also musst Du das Teilchen irgendwie beleuchten. Wenn es sich bei dem Teilchen um einen LKW handelt, ist das kein Problem, aber womit beleuchtet man beispielsweise Elektronen? Nimmt man dafür langwellige Strahlung (wie z. B. sichtbares Licht), dann kann man den Ort der Strahlung nicht genau bestimmen. Nimmt man dahingegen kurzwelligere Strahlund, dann handelt es sich z. B. um Röntgenstrahlung, die so energiereich ist, dass sie die Bewegung der Elektronen nachhaltig stört.
Wie man es dreht und wendet: Man wird kein Verfahren finden, das scharf genug und zugleich sanft genug ist, um den Ort und die Bewegung eines Teilchens gleichzeitig beliebig genau zu ermitteln.
Michael
Genau das ist es ja.
Eine passive Messung ist nicht möglich! Jeder Messvorgang beeinflusst das gemessene Objekt mehr oder weniger stark und verfälscht damit das Ergebnis.
MfG IGnow
Hallo!
Auf den ersten Blick ist das so, aber wenn man genauer
hinschaut, stellt man fest, dass es keine „passive“
Beobachtung gibt. Wenn Du den Weg eines Teilchens
nachvollziehen willst, dann musst Du das Teilchen sehen. Im
Dunkeln sieht man aber nichts; also musst Du das Teilchen
irgendwie beleuchten.
Warum sollte es nicht möglich sein, bei dem in dem Video dargestellten Licht-Experiment, in einem Labor identische Bedingungen herzustellen, z.B. gleiche Beleuchtung, ohne und mit Messung? Bei dem Beispiel mit der Pistolenkugel wird doch auch erwähnt, dass die Bedingungen gleich sein müssen, z.B. bzgl. des Windes.
Pontius
Das verstehe ich aber nicht unter Beobachtung.
Diese Antwort hätte ich jetzt nicht erwartet, denn ich dachte,
es müsste möglich sein, die Messung ohne Einfluss auf das
Ergebnis vorzunehmen.
Und das ist genau dein Irrtum.
Die Messung erfolgt doch sicher berührungslos und passiv,
oder?
Eben nicht. Wie willst du denn wissen, wo das Teilchen durchgeht, wenn du nicht mit dem Teilchen interagierst?
Warum sollte es nicht möglich sein, bei dem in dem Video
dargestellten Licht-Experiment, in einem Labor identische
Bedingungen herzustellen, z.B. gleiche Beleuchtung, ohne und
mit Messung? Bei dem Beispiel mit der Pistolenkugel wird doch
auch erwähnt, dass die Bedingungen gleich sein müssen, z.B.
bzgl. des Windes.
Die Pistolenkugel siehst du nur, weil die Kugel von Lichtteilchen getroffen wird und ein Teil dieser reflektiert wird. Jetzt ist die Pistolenkugel aber viiiel schwerer als die Lichtteilchen und wird deshalb nicht nennenswert (aber ganz minimal) abgelenkt.
Ein Elementarteilchen wie Elektronen usw die du am Doppelspalt untersuchen würdest, sind aber viel leichter und wenn du das beleuchtest (also mit Lichtteilchen beschießt) um es zu sehen, dann wird es gerade zu aus der normalen Bahn gekickt.
Ein Elementarteilchen wie Elektronen usw die du am Doppelspalt
untersuchen würdest, sind aber viel leichter und wenn du das
beleuchtest (also mit Lichtteilchen beschießt) um es zu sehen,
dann wird es gerade zu aus der normalen Bahn gekickt.
Die Elektronen müssten aber bei gleichem Beschuss mit Photonen - auch ohne Messung - genauso aus der Bahn gekickt werden.
Der Vergleich mit dem Pistolenprojektil wurde doch nur angestellt, um zu verdeutlichen, dass trotz gleichbleibender physikalischer Bedingungen sich die Photonen anders verhalten, als das Projektil.
Und unter gleichbleibenden Bedingungen, dass schließt doch die gleiche Beleuchtung mit ein, sehe ich ohne Messung ein Interferenzmuster und mit Messung nicht.
Die Elektronen müssten aber bei gleichem Beschuss mit Photonen
- auch ohne Messung - genauso aus der Bahn gekickt werden.
Werden sie ja auch. Der Beschuss mit Photonen IST ja eine Messung. Insofern ist dein Zusatz „auch ohne Messung“ hier das Problem.
Du schriebst vorhin:
„ich dachte, es müsste möglich sein, die Messung ohne Einfluss auf das Ergebnis vorzunehmen. Die Messung erfolgt doch sicher berührungslos und passiv, oder?“
Und das geht eben nicht. Während man in der klassischen Physik den Beobachter als Unbeteiligten ansah, der keinen Einfluss auf das Experiment hat, stimmt das in der Quantenphysik eben nicht mehr.
Hier hat die Beobachtung eben schon einen Einfluss auf das Experiment. Und Beobachtung muss nicht nur eine aktive Messung durch einen Physiker sein, sondern das kann alles sein, was quantenmechanische Größen auf einen Wert festlegt.
Lies dir einfach mal das hier durch:
Die Rolle des Beobachters in der Quantentheorie
http://homepage.hispeed.ch/philipp.wehrli/Physik/Qua…
Und unter gleichbleibenden Bedingungen, dass schließt doch die
gleiche Beleuchtung mit ein, sehe ich ohne Messung ein
Interferenzmuster und mit Messung nicht.
Richtig. Weil die Messung eben den Versuch verändert und eben nicht passiv ist, wie du vorher gesagt hast.
Vielen Dank für eure Erklärungen !
Planck ist tot, Heisenberg ist tot und mir ist auch schon ganz schlecht.
Aber mich tröstet, dass offensichtlich auch Einstein Probleme mit diesem Phänomen hatte.