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Doppelspaltenexperiment

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Re: Doppelspaltenexperiment

Beitrag von positronium » 8. Nov 2014, 10:47

Siggi hat geschrieben:manchmal erscheint es mir so, dass etwas nicht sein kann, was nicht (aufgrund unserer beschr. Wahrnehmung) sein darf.
...
Zumindest Dein letzter Satz lässt viele Zweifel in mir und in meinen Gefühlen offen, ob so alles richtig ist wie wir uns es denken und es in Mathe-Formeln fassen, ...
Ein konkretes Beispiel, das einen enormen Unterschied zwischen gross und klein aufzeigt, ist der Vergleich von potentieller Energie in einem Sonnensystem und einem Atom. Früher hat man sich Atome tatsächlich auf solche Weise wie ein Sonnensystem vorgestellt, aber heute ist das anders.
Im Fall des Sonnensystems existiert zwar wie beim Atom ein Kraftzentrum, um welches Planeten kreisen, aber Planeten verhalten sich grundlegend anders als Elektronen. Zwar besitzt ein Planet ebenso wie Elektronen einen Impuls, aber der Ort und die potentielle Energie ergeben sich auf unterschiedliche Weise. Beim Planeten kann man einfach mit Newtons Formel rechnen, und relevant ist eigentlich nur die Entfernung Sonne->Planet, also ganz so wie man sich das intuitiv vorstellt. Beim Elektron gibt es aber nicht einen einzigen Ort, sondern man muss über den ganzen Raum integrieren; man kann sagen, dass sich das Elektron überall befindet, und die potentielle Energie über den ganzen Raum entsteht. Im Atom wirbelt sozusagen ein Nebel um den Kern.

Siggi

Re: Doppelspaltenexperiment

Beitrag von Siggi » 9. Nov 2014, 00:50

@Positronium,

Deine Erklarung war schon sehr aufschlussreich, ich frage mich, warum kann ich nicht mit dem Finger durch z.B. durch meinen Pc-Tisch hindurch kommen kann, dass erklärt sich dann dadurch, dass die Elektronen wie ein Schaum um den Kern herumwirbeln. Sonst würden wir durch die Gravitation womöglich bis zum Mittelpunkt der Erde herabgezogen werden.
Nehmen wir Folgendes an: unser Universum in dem wir leben ist ein Atomkern, in sehr weiter Ferne wirbeln Elektronen um uns herum, welches dieses Gebilde zusammenhält. Wäre es dann die sog. dunkele Energie, die unser Universum stabil hält?.

Ich weiss, dass ich an Grenzen stosse welche Physiker für unvorstellbar halten. Ich denke auch, dass man sich neuen Ideen öffnen sollte oder sie widerlegt.

lg

Siggi

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Re: Doppelspaltenexperiment

Beitrag von tomS » 9. Nov 2014, 11:07

Siggi hat geschrieben:... ich frage mich, warum kann ich nicht mit dem Finger durch z.B. durch meinen Pc-Tisch hindurch kommen kann, dass erklärt sich dann dadurch, dass die Elektronen wie ein Schaum um den Kern herumwirbeln.
Die Erklärung dieser effektiv abstoßende "Kraft" ist das Pauli-Prinzip (da es sich bei Elektronen um Spin-1/2 Teilchen handelt)
Gruß
Tom

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Re: Doppelspaltenexperiment

Beitrag von positronium » 9. Nov 2014, 11:17

Siggi hat geschrieben:...ich frage mich, warum kann ich nicht mit dem Finger durch z.B. durch meinen Pc-Tisch hindurch kommen kann, dass erklärt sich dann dadurch, dass die Elektronen wie ein Schaum um den Kern herumwirbeln. Sonst würden wir durch die Gravitation womöglich bis zum Mittelpunkt der Erde herabgezogen werden.
Das liegt an den elektrischen Kräften.
Siggi hat geschrieben:Nehmen wir Folgendes an: unser Universum in dem wir leben ist ein Atomkern, in sehr weiter Ferne wirbeln Elektronen um uns herum, welches dieses Gebilde zusammenhält. Wäre es dann die sog. dunkele Energie, die unser Universum stabil hält?.
Das kann man leider nicht beantworten.
Auch halten Elektronen Atomkerne nicht zusammen. Und Dunkle Energie hat mit der Expansion des Universums zu tun.
Siggi hat geschrieben:Ich weiss, dass ich an Grenzen stosse welche Physiker für unvorstellbar halten. Ich denke auch, dass man sich neuen Ideen öffnen sollte oder sie widerlegt.
Das ist ja gut. Aber es ist nun einmal so, dass im grossen nur Gravitation bestimmend ist, und im kleinen die anderen 3 Kräfte. Alle Kräfte haben völlig unterschiedliche Eigenschaften, und von daher ist es nicht vorstellbar, dass zwischen gross und klein bedeutende Parallelen bestehen.

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Re: Doppelspaltenexperiment

Beitrag von tomS » 9. Nov 2014, 11:21

positronium hat geschrieben:
Siggi hat geschrieben:...ich frage mich, warum kann ich nicht mit dem Finger durch z.B. durch meinen Pc-Tisch hindurch kommen kann, dass erklärt sich dann dadurch, dass die Elektronen wie ein Schaum um den Kern herumwirbeln. Sonst würden wir durch die Gravitation womöglich bis zum Mittelpunkt der Erde herabgezogen werden.
Das liegt an den elektrischen Kräften.
Jein! s.o.

Wären Elektronen Bosonen, gäbe es keine uns bekannten Atome, keine Moleküle und keine stabile Materie.
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Re: Doppelspaltenexperiment

Beitrag von positronium » 9. Nov 2014, 11:41

tomS hat geschrieben:Wären Elektronen Bosonen, gäbe es keine uns bekannten Atome, keine Moleküle und keine stabile Materie.
Ja, die Struktur ist Folge des Pauli-Prinzips, aber das Durchdringen wird doch nicht durch dieses verhindert - es werden bzw. wird doch nicht versucht, gleiche Zustände einzunehmen.

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Re: Doppelspaltenexperiment

Beitrag von tomS » 9. Nov 2014, 11:59

positronium hat geschrieben:
tomS hat geschrieben:Wären Elektronen Bosonen, gäbe es keine uns bekannten Atome, keine Moleküle und keine stabile Materie.
... aber das Durchdringen wird doch nicht durch dieses verhindert ...
Doch, das ist das Ergebnis der chemischen Bindung, wenn man diese quantenmechanisch durchrechnet. Es gibt gebundene und ungebundene Zustände. Wenn eine "gesättigte Bindung" vorliegt (hier: im Tisch und im Finger), dann können keine weiteren Bindungen eingegangen werden; als Resultat müssen anti-bindende Zustände eingenommen werden, was wir sozusagen als Abstoßung interpretieren.
Gruß
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Re: Doppelspaltenexperiment

Beitrag von positronium » 9. Nov 2014, 12:20

tomS hat geschrieben:
positronium hat geschrieben:
tomS hat geschrieben:Wären Elektronen Bosonen, gäbe es keine uns bekannten Atome, keine Moleküle und keine stabile Materie.
... aber das Durchdringen wird doch nicht durch dieses verhindert ...
Doch, das ist das Ergebnis der chemischen Bindung, wenn man diese quantenmechanisch durchrechnet. Es gibt gebundene und ungebundene Zustände. Wenn eine "gesättigte Bindung" vorliegt (hier: im Tisch und im Finger), dann können keine weiteren Bindungen eingegangen werden; als Resultat müssen anti-bindende Zustände eingenommen werden, was wir sozusagen als Abstoßung interpretieren.
Das hört sich jetzt für mich als Erklärung dafür an, dass wir nicht mit Objekten "verschmelzen" soz. kleben bleiben. Wie sollte das bei einzelnen Atomen funktionieren? Wenn man zwei Atome aufeinander legt, durchdringen diese sich doch rein wegen elektrischer Kräfte nicht, oder sehe ich da etwas falsch? Wenn dem nicht so wäre, dann müssten einzelne Atome durch den Tisch hindurchfallen, tun sie aber offensichtlich nicht.

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Re: Doppelspaltenexperiment

Beitrag von tomS » 9. Nov 2014, 13:09

Bereits zwei H-Atome "durchdringen" sich, sie bilden nämlich ein H[down]2[/down]-Molekül.

Die elektrischen Kräfte alleine helfen bei der Betrachtung nicht weiter. Atome sind in Summe elektrisch neutral. Dennoch gibt es anziehende und abstoßende Kräfte. Wann welche Situation vorliegt, kann man nur quantenmechanisch erklären, und dabei spielt das Pauli-Prinzip eine entscheidende Rolle.
Gruß
Tom

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Re: Doppelspaltenexperiment

Beitrag von positronium » 9. Nov 2014, 13:13

tomS hat geschrieben:Bereits zwei H-Atome "durchdringen" sich, sie bilden nämlich ein H[down]2[/down]-Molekül.
Mit "durchdringen" meinte ich, dass ein bewegliches Atom durch Gravitation durch ein unbewegliches hindurch fällt.

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Re: Doppelspaltenexperiment

Beitrag von tomS » 9. Nov 2014, 13:19

Es geht nicht um einzelne Atome, sondern um Festkörper.

Auch für zwei Atome wäre dies nicht der Fall. Es existiert immer eine Wechselwirkung zwischen zwei Atomen; diese kann anziehend oder abstoßend sein. Im ersten Fall existiert eine gewisse Wahrscheinlichkeit, dass diese eine Bindung eingehen.
Gruß
Tom

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Re: Doppelspaltenexperiment

Beitrag von positronium » 9. Nov 2014, 13:22

tomS hat geschrieben:Die elektrischen Kräfte alleine helfen bei der Betrachtung nicht weiter. Atome sind in Summe elektrisch neutral. Dennoch gibt es anziehende und abstoßende Kräfte.
Die Ladung des Elektrons muss doch als in der Aufenthaltswahrscheinlichkeit verteilt liegend angenommen werden. Dadurch hat man doch auf dem Weg hin zum Kern ein negatives Potential zu durchlaufen. Zwei Atome müssen sich demnach bei geringen Abständen abstossen - so war zumindest die Erklärung, an die ich mich noch aus Schulzeiten erinnere.
tomS hat geschrieben:Wann welche Situation vorliegt, kann man nur quantenmechanisch erklären, und dabei spielt das Pauli-Prinzip eine entscheidende Rolle.
Kommt das erst im Rahmen der QFT zum tragen?
tomS hat geschrieben:Lies dir mal den oben verlinkten Wiki-Artikel durch.
Meinst Du den Link auf physikerboard.de?

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Re: Doppelspaltenexperiment

Beitrag von tomS » 9. Nov 2014, 14:00

Sorry, da hat irgendwas mit copy-paste nicht funktioniert; ich meine den Artikel: http://en.wikipedia.org/wiki/Exchange_interaction
Gruß
Tom

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Re: Doppelspaltenexperiment

Beitrag von positronium » 9. Nov 2014, 15:00

tomS hat geschrieben:Sorry, da hat irgendwas mit copy-paste nicht funktioniert; ich meine den Artikel: http://en.wikipedia.org/wiki/Exchange_interaction
Danke für den Link! Ich glaube, dass ich das Prinzip verstanden habe.

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