Probleme der klassischen Physik

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Probleme der klassischen Physik
Hohlraumstrahlung: Die statistische Mechanik liefert eine unendliche
Gesamtenergie und falsche Energiedichten.
Das Licht hat Wellen- und TeilchenEigenschaften, ebenso Elektronen, Neutronen und Atome.
Atomphysik: Es gibt keine Spektrallinien und das Elektron strahlt ständig
Energie ab.
Es gibt keine stabile Materie.
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27. Mai 2014
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Probleme der Quantenmechanik
Niels Bohr: Wer über die Quantentheorie nicht entsetzt ist, hat sie nicht
verstanden.
Richard Feynman: Wer die Quantentheorie verstanden hat, hat sie nicht
verstanden.
Albert Einstein: Gott würfelt nicht.
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27. Mai 2014
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Welcher-Weg-Experiment für Photonen
T
R
Es gibt Lichtteilchen, denn entweder klickt der Detektor R oder T.
Es gibt genau so viele R wie T Ereignisse.
Hat jedes Teilchen die Eigenschaft T oder R?
TT
TR
RR
RT
Nein, denn 25% der Ereignisse werden bei jedem Detektor registriert.
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27. Mai 2014
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Mit Überlapp der möglichen Wege
RT oder TR
TT oder RR
Erwarte: 25% RT und 25% TR, also 50% RT/TR.
Messung: Alle Teilchen werden bei RT/TR registriert.
⇒ Unser Teilchenbild ist falsch!
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27. Mai 2014
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Änderung der Weglänge
RT oder TR
TT oder RR
Ändere die Länge des unteren Weges.
Messung: Bei bestimmten Längen werden nur TT/RR Teilchen registriert.
⇒ Jedes Teilchen auf dem oberen Weg erhält Informationen über den unteren
Weg! Interferenz von ununterscheidbaren Möglichkeiten
Beachte: Nur ein einziges Teilchen interferiert mit sich selbst!
Wenn dagegen die beiden Wege unterschieden werden können (Drehung des
Spins, Änderung des Energieniveaus) , so ndet keine Interferenz statt, und das
klassische Bild stimmt wieder.
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27. Mai 2014
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Quantenmechanik
Unser klassisches Teilchen/Welle Bild ist falsch. Wir brauchen eine neuartige
Theorie, die Quantenmechanik. Dort gibt es zwar immer noch Teilchen, jedoch
werden sie durch Wellen beschrieben. Die Welle liefert Wahrscheinlichkeiten für
Messungen.
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27. Mai 2014
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