Der Quantenradierer - Versionsgeschichte

Patrick.Nordmann am 29. März 2016 um 06:46 Uhr

2016-03-29T06:46:02Z

Patrick.Nordmann am 15. Februar 2016 um 19:05 Uhr

2016-02-15T19:05:16Z

Patrick.Nordmann: /* Aufbau und Beobachtung */

2016-02-15T18:56:12Z

‎Aufbau und Beobachtung

Patrick.Nordmann: /* Doppelspalt mit drittem Polfilter als "Quantenradierer" */

2016-01-04T08:07:37Z

‎Doppelspalt mit drittem Polfilter als "Quantenradierer"

Patrick.Nordmann: /* Doppelspalt mit gekreuzten Polfiltern */

2016-01-04T08:06:08Z

‎Doppelspalt mit gekreuzten Polfiltern

Patrick.Nordmann: /* Links */

2015-12-29T19:56:07Z

‎Links

Patrick.Nordmann: /* Links */

2015-12-29T19:42:13Z

‎Links

Patrick.Nordmann am 21. Februar 2013 um 12:15 Uhr

2013-02-21T12:15:13Z

Patrick.Nordmann am 21. Februar 2013 um 11:54 Uhr

2013-02-21T11:54:59Z

Patrick.Nordmann: Die Seite wurde neu angelegt: „Inhaltsverzeichnis * 1 Aufbau und Beobachtung o 1.1 Doppelspalt ohne Polfilter o 1.2 Doppelspalt mit gekreuzten Polfiltern o 1.…“

2011-03-02T11:14:11Z

Die Seite wurde neu angelegt: „Inhaltsverzeichnis * 1 Aufbau und Beobachtung o 1.1 Doppelspalt ohne Polfilter o 1.2 Doppelspalt mit gekreuzten Polfiltern o 1.…“

Neue Seite

Inhaltsverzeichnis

* 1 Aufbau und Beobachtung
o 1.1 Doppelspalt ohne Polfilter
o 1.2 Doppelspalt mit gekreuzten Polfiltern
o 1.3 Doppelspalt mit drittem Polfilter als "Quantenradierer"
* 2 Folgerungen
* 3 Links

[bearbeiten]
Aufbau und Beobachtung

Versuchsaufbau Radierer
vergrößern
Versuchsaufbau Radierer

[bearbeiten]
Doppelspalt ohne Polfilter

Senden wir Licht auf einen Doppelspalt, so entsthen Interferenzmuster, senden wir einzelne Photonen auf einen Doppelspalt so erhalten wir ebenfalls Interferenzmuster, die Photonen scheinen mit sich selbst zu interferiern. Das Licht bzw. die Photonten scheinen nun Wellencharakter zu haben.
[bearbeiten]
Doppelspalt mit gekreuzten Polfiltern

Baut man jetzt aber hinter den Spalten Polarisatoren ein, ändert sich das Ergebnis. Wird jedem Spalt eine bestimmte Polarisation zugeschrieben, verschwindet die Interferenz des Doppelspaltes, es ist nur noch die Interferenz des Einfachspaltes zu sehen.

Einfachspaltmuster
vergrößern
Einfachspaltmuster

Es ist möglich die Polarisation des Lichts, bzw des Q.o., hinter dem Spalt zu messen. Wenn jetzt also jeweils eine andere Polarisatin vorliegt, kann man sagen durch welchen Spalt das Q.o. gegeangen sein muss, d.h man macht eine Aussage über dessen Ort, d.h. der Wellencharakter und somit auch die Interferenz des Doppelspaltes verschwindet. Durch jeweilige Polarisation erschafft man also die "welche-Weg" Information.
[bearbeiten]
Doppelspalt mit drittem Polfilter als "Quantenradierer"

Ein weiters sehr merkwürdiges Phänomen tritt auf wenn man diese Information wieder "ausradiert". Dieses ist wiederum mit Polarisation möglich. Stellt man zwischen Detektor und Q.r. einen Linearpolarisator, so entsteht das Doppelspaltinterferenzmuster wieder. Dieses ist zwar mit dem Vorwissen leicht nachzuvollziehen, aber kaum mit gesundem Menschenverstand zu fassen. Dadurch dass nun beide Strahlen wieder in einer Ebene gleich polarisiert sind, ist es wieder nicht möglich zu sagen welchen Weg das Q.o. genommen hat, d.h. die "welche-Weg" Information fällt wieder weg, Wellencharakter des Lichts ist wieder "entstanden", man sieht wieder ein Dsim.

Dsim
vergrößern
Dsim
("ist wirklich ein Doppelspaltinterferenzmuster, echt!")
Dsim
vergrößern
Dsim

[bearbeiten]
Folgerungen

Es scheint allemal sehr erstaunlich, da ein Polarisator hinter dem Doppelspalt die Interferenz beeinflusst. Obwohl das Licht bzw. die Photonen den Doppelspalt schon passiert haben, scheint im Nachhinen die Eigenschaft des Doppelspaltes ("Wellen zur Interferenz zu bringen") aufzutreten.

Das grundsätzliche Problem mit dem sich der Quantenradierer beschäftigt, ist die Information über den Ort des "Teilchens". Bei weiterer Betrachtung der Quantenmechanik fällt auf dass über klassische Größen, wie der Ort oder die Energie, nicht mehr leicht eine Aussage getroffen werden kann. So die Heisenbergsche Unschärferelation. Sie besagt konkret, dass entweder der Impuls oder der Ort eines "Teilchens" gemessen werden kann, nicht aber beides zugleich (bzw. nur endlich genau.)

LaTex: \Delt x \cdot \Delta p \ge \frac{1}{2} \hbarwobei LaTex: \hbar=\frac {h}{2 \pi} ist; LaTex: h ist das planksches Wirkungsquantum.

Dies basiert widerum auf dem Wellen,- Teilchencharakter des Quantenobjekts. (Es ist vielleicht besser von einem Quantenobjekt zu reden. Es wäre vermessen sich unter so einem "Teilchen" eine kleine Kugel vorzustellt, diese "Teilchen" existiern nicht wirklich, wie man hier sehen kann sind Größen wie der Ort oder die Energie nicht mehr klassisch zu betrachten, sie sind nur noch je nach Messung genau bestimmbar.) nehme wir uns als Messgroßen den Ort und den Impuls eines solchen Q.o. und messen vorerst den Ort, werden wir ein exaktes Ergebnis für den Ort des Q.o. erhalten, der Ort ist also eine "teilchenartige" Eigenschaft (Observable). Von einer Welle kann man nicht genau die Position im Raum bestimmen, Impuls ist also ein "wellenartige" Observable.

Bei dem Quantenradierer geht es jetzt also darum dem Q.o. Wellen- oder Teicheneigenschaften zu geben.

[bearbeiten]
Links

* Spektrum der Wissenschaften, Februar 2004: Quantenradierer (pdf)
* Spektrum der Wissenschaften, Juli 2007: Quantenradierer für den Hausgebrauch (pdf)
* Programm zur Veranschaulichung vom Verhalten von Quanten am Doppelspalt mit und ohne "Weg-Information"

← Nächstältere Version		Version vom 29. März 2016, 06:46 Uhr
Zeile 1:		Zeile 1:
		+	([[Inhalt_Kursstufe\|'''Kursstufe''']] > [[Inhalt_Kursstufe#Quantentheorie nach Schrödinger (Wellenfunktion) und Feynman (Pfadintegrale)\|'''Quantentheorie nach Schrödinger (Wellenfunktion) und Feynman (Pfadintegrale)''']])
		+
	===Aufbau und Beobachtung===		===Aufbau und Beobachtung===
	[[Datei:Quanten_Versuchsaufbau_Quanten-Radierer.jpg\|thumb\|Der Doppelspalt mit zwei Polfiltern und einem dritten Polfilter ]]		[[Datei:Quanten_Versuchsaufbau_Quanten-Radierer.jpg\|thumb\|Der Doppelspalt mit zwei Polfiltern und einem dritten Polfilter ]]

@@ Zeile 2: / Zeile 2: @@
 [[Datei:Quanten_Versuchsaufbau_Quanten-Radierer.jpg|thumb|Der Doppelspalt mit zwei Polfiltern und einem dritten Polfilter ]]
-====Doppelspalt ohne Polfilter====
+Senden wir Licht auf einen Doppelspalt,
-Senden wir Licht auf einen Doppelspalt, so entsthen Interferenzmuster, senden wir einzelne Photonen auf einen Doppelspalt so erhalten wir ebenfalls Interferenzmuster, die Photonen scheinen mit sich selbst zu interferiern. Das Licht bzw. die Photonten scheinen nun Wellencharakter zu haben.
+;b) gekreuzte Polfilter
-====Doppelspalt mit gekreuzten Polfiltern====
+Baut man jetzt aber hinter den Spalten Polarisatoren ein,
-Baut man jetzt aber hinter den Spalten Polarisatoren ein, ändert sich das Ergebnis. Wird jedem Spalt eine bestimmte Polarisation zugeschrieben, verschwindet die Interferenz des Doppelspaltes, es ist nur noch die Interferenz des Einfachspaltes zu sehen.
+;c) gekreuzte Polfilter mit drittem Polfilter als "Quantenradierer"
 [[Datei:Quantenradierer Einfachspaltmuster.jpg|thumb|none]]
-====Doppelspalt mit drittem Polfilter als "Quantenradierer"====
+;c) gekreuzte Polfilter mit drittem Polfilter als "Quantenradierer"
 [[Datei:Quantenradierer Doppelspaltmuster.jpg|thumb|none|"ist wirklich ein Doppelspaltinterferenzmuster, echt!"]]
 ===Folgerungen===
 Es scheint allemal sehr erstaunlich, da ein Polarisator hinter dem Doppelspalt die Interferenz beeinflusst. Obwohl das Licht bzw. die Photonen den Doppelspalt schon passiert haben, scheint im Nachhinen die Eigenschaft des Doppelspaltes ("Wellen zur Interferenz zu bringen") aufzutreten.

@@ Zeile 22: / Zeile 22: @@
 Ein weiteres sehr merkwürdiges Phänomen tritt auf, wenn man diese Information wieder "ausradiert". Dieses ist wiederum mit Polarisation möglich. Stellt man zwischen Detektor und Q.r. einen Linearpolarisator, so entsteht das Doppelspaltinterferenzmuster wieder. Dieses ist zwar mit dem Vorwissen leicht nachzuvollziehen, aber kaum mit gesundem Menschenverstand zu fassen. Dadurch, dass nun beide Strahlen wieder in einer Ebene gleich polarisiert sind, ist es wieder nicht möglich zu sagen welchen Weg das Q.o. genommen hat, d.h. die "welche-Weg" Information fällt wieder weg, Wellencharakter des Lichts ist wieder "entstanden", man sieht wieder ein Dsim.
- Bild:
+[[Datei:Quantenradierer Doppelspaltmuster.jpg|thumb|none|"ist wirklich ein Doppelspaltinterferenzmuster, echt!"]]
-    Dsim
-    ("ist wirklich ein Doppelspaltinterferenzmuster, echt!")
-−
 ===Folgerungen===

@@ Zeile 49: / Zeile 49: @@
 * Spektrum der Wissenschaften, Juli 2007: [http://www.wissenschaft-online.de/artikel/877069 Quantenradierer selbst gemacht (pdf)]  für den Hausgebrauch
 * [http://www.quantenphysik-schule.de/doppelspalt.htm Simulationsprogramm "Doppelspalt"] von Klaus Muthsam zur Veranschaulichung vom Verhalten von Quanten am Doppelspalt mit und ohne "Weg-Information"
-*Video: [https://www.youtube.com/watch?v=nAd5I7xr5BM Versuch: Quantenradierer von LEU] (youtube "jPicturesStudio")
+*[http://www.quantenphysik-schule.de/interferenz.htm Versuchsaufbau Quantenradierer] mit genauer Bauanleitung] (Quantenphysik in der Schule, Wolf-Peter Hirlinger)
-* [http://www.muero-fraeser.de/163489972a120ef01/163489972a1214005.php Bezugsquelle] des Doppelspaltes mit Polfilter für den Quantenradierer (MüRo, Roland Müller 73563 Mögglingen)
+** Video: [https://www.youtube.com/watch?v=nAd5I7xr5BM Versuch: Quantenradierer von LEU] (youtube "jPicturesStudio")

← Nächstältere Version		Version vom 29. Dezember 2015, 19:42 Uhr
Zeile 49:		Zeile 49:
	* Spektrum der Wissenschaften, Juli 2007: [http://www.wissenschaft-online.de/artikel/877069 Quantenradierer selbst gemacht (pdf)] für den Hausgebrauch		* Spektrum der Wissenschaften, Juli 2007: [http://www.wissenschaft-online.de/artikel/877069 Quantenradierer selbst gemacht (pdf)] für den Hausgebrauch
	* [http://www.quantenphysik-schule.de/doppelspalt.htm Simulationsprogramm "Doppelspalt"] von Klaus Muthsam zur Veranschaulichung vom Verhalten von Quanten am Doppelspalt mit und ohne "Weg-Information"		* [http://www.quantenphysik-schule.de/doppelspalt.htm Simulationsprogramm "Doppelspalt"] von Klaus Muthsam zur Veranschaulichung vom Verhalten von Quanten am Doppelspalt mit und ohne "Weg-Information"
		+	*Video: [https://www.youtube.com/watch?v=nAd5I7xr5BM Versuch: Quantenradierer von LEU] (youtube "jPicturesStudio")
		+	* [http://www.muero-fraeser.de/163489972a120ef01/163489972a1214005.php Bezugsquelle] des Doppelspaltes mit Polfilter für den Quantenradierer (MüRo, Roland Müller 73563 Mögglingen)

@@ Zeile 1: / Zeile 1: @@
 ===Aufbau und Beobachtung===
+[[Datei:Quanten_Versuchsaufbau_Quanten-Radierer.jpg|thumb|Der Doppelspalt mit zwei Polfiltern und einem dritten Polfilter ]]
-    Versuchsaufbau Radierer
-    vergrößern
-    Versuchsaufbau Radierer

@@ Zeile 8: / Zeile 8: @@
      * 3 Links
-[bearbeiten]
-Aufbau und Beobachtung
+===Aufbau und Beobachtung===
      Versuchsaufbau Radierer
@@ Zeile 15: / Zeile 15: @@
      Versuchsaufbau Radierer
-[bearbeiten]
-Doppelspalt ohne Polfilter
+====Doppelspalt ohne Polfilter====
 Senden wir Licht auf einen Doppelspalt, so entsthen Interferenzmuster, senden wir einzelne Photonen auf einen Doppelspalt so erhalten wir ebenfalls Interferenzmuster, die Photonen scheinen mit sich selbst zu interferiern. Das Licht bzw. die Photonten scheinen nun Wellencharakter zu haben.
-[bearbeiten]
-Doppelspalt mit gekreuzten Polfiltern
+====Doppelspalt mit gekreuzten Polfiltern====
 Baut man jetzt aber hinter den Spalten Polarisatoren ein, ändert sich das Ergebnis. Wird jedem Spalt eine bestimmte Polarisation zugeschrieben, verschwindet die Interferenz des Doppelspaltes, es ist nur noch die Interferenz des Einfachspaltes zu sehen.
@@ Zeile 29: / Zeile 29: @@
 Es ist möglich die Polarisation des Lichts, bzw des Q.o., hinter dem Spalt zu messen. Wenn jetzt also jeweils eine andere Polarisatin vorliegt, kann man sagen durch welchen Spalt das Q.o. gegeangen sein muss, d.h man macht eine Aussage über dessen Ort, d.h. der Wellencharakter und somit auch die Interferenz des Doppelspaltes verschwindet. Durch jeweilige Polarisation erschafft man also die "welche-Weg" Information.
-Ein weiters sehr merkwürdiges Phänomen tritt auf wenn man diese Information wieder "ausradiert". Dieses ist wiederum mit Polarisation möglich. Stellt man zwischen Detektor und Q.r. einen Linearpolarisator, so entsteht das Doppelspaltinterferenzmuster wieder. Dieses ist zwar mit dem Vorwissen leicht nachzuvollziehen, aber kaum mit gesundem Menschenverstand zu fassen. Dadurch dass nun beide Strahlen wieder in einer Ebene gleich polarisiert sind, ist es wieder nicht möglich zu sagen welchen Weg das Q.o. genommen hat, d.h. die "welche-Weg" Information fällt wieder weg, Wellencharakter des Lichts ist wieder "entstanden", man sieht wieder ein Dsim.
+====Doppelspalt mit drittem Polfilter als "Quantenradierer"====
-    Dsim
+Ein weiteres sehr merkwürdiges Phänomen tritt auf, wenn man diese Information wieder "ausradiert". Dieses ist wiederum mit Polarisation möglich. Stellt man zwischen Detektor und Q.r. einen Linearpolarisator, so entsteht das Doppelspaltinterferenzmuster wieder. Dieses ist zwar mit dem Vorwissen leicht nachzuvollziehen, aber kaum mit gesundem Menschenverstand zu fassen. Dadurch, dass nun beide Strahlen wieder in einer Ebene gleich polarisiert sind, ist es wieder nicht möglich zu sagen welchen Weg das Q.o. genommen hat, d.h. die "welche-Weg" Information fällt wieder weg, Wellencharakter des Lichts ist wieder "entstanden", man sieht wieder ein Dsim.
-    vergrößern
      Dsim
      ("ist wirklich ein Doppelspaltinterferenzmuster, echt!")
-[bearbeiten]
-Folgerungen
+===Folgerungen===
 Es scheint allemal sehr erstaunlich, da ein Polarisator hinter dem Doppelspalt die Interferenz beeinflusst. Obwohl das Licht bzw. die Photonen den Doppelspalt schon passiert haben, scheint im Nachhinen die Eigenschaft des Doppelspaltes ("Wellen zur Interferenz zu bringen") aufzutreten.
@@ Zeile 50: / Zeile 46: @@
 Das grundsätzliche Problem mit dem sich der Quantenradierer beschäftigt, ist die Information über den Ort des "Teilchens". Bei weiterer Betrachtung der Quantenmechanik fällt auf dass über klassische Größen, wie der Ort oder die Energie, nicht mehr leicht eine Aussage getroffen werden kann. So die Heisenbergsche Unschärferelation. Sie besagt konkret, dass entweder der Impuls oder der Ort eines "Teilchens" gemessen werden kann, nicht aber beides zugleich (bzw. nur endlich genau.)
-    LaTex: \Delt x \cdot \Delta p \ge \frac{1}{2} \hbarwobei LaTex: \hbar=\frac {h}{2 \pi} ist; LaTex: h ist das planksches Wirkungsquantum.
+<math>\Delt x \cdot \Delta p \ge \frac{1}{2} \hbar</math>, wobei  <math>\hbar=\frac {h}{2 \pi}</math> ist;  <math>h</math> ist das planksche Wirkungsquantum.
 Dies basiert widerum auf dem Wellen,- Teilchencharakter des Quantenobjekts. (Es ist vielleicht besser von einem Quantenobjekt zu reden. Es wäre vermessen sich unter so einem "Teilchen" eine kleine Kugel vorzustellt, diese "Teilchen" existiern nicht wirklich, wie man hier sehen kann sind Größen wie der Ort oder die Energie nicht mehr klassisch zu betrachten, sie sind nur noch je nach Messung genau bestimmbar.) nehme wir uns als Messgroßen den Ort und den Impuls eines solchen Q.o. und messen vorerst den Ort, werden wir ein exaktes Ergebnis für den Ort des Q.o. erhalten, der Ort ist also eine "teilchenartige" Eigenschaft (Observable). Von einer Welle kann man nicht genau die Position im Raum bestimmen, Impuls ist also ein "wellenartige" Observable.
@@ Zeile 57: / Zeile 53: @@
-    * Spektrum der Wissenschaften, Februar 2004: Quantenradierer (pdf)
+==Links==
-    * Spektrum der Wissenschaften, Juli 2007: Quantenradierer für den Hausgebrauch (pdf)
-    * Programm zur Veranschaulichung vom Verhalten von Quanten am Doppelspalt mit und ohne "Weg-Information"
+* Spektrum der Wissenschaften, Februar 2004: [http://www.spektrum.de/alias/pdf/sdw-04-02-s032-pdf/835741 Quantenradierer (pdf)]