Das berühmte Doppelspalt-Experiment darf ja eigentlich in keiner Erklärung der Quantenmechanik fehlen. Leider wird bei der Darstellung häufig eine kleine, aber entscheidende Schlamperei begangen, die das Ganze wesentlich verwirrender macht. (Was nicht heißen soll, dass es nicht verwirrend ist, im Sinne von “für unseren mit klassischer Physik geschulten Verstand schwer nachvollziehbar.”)

Beim Doppelspalt-Experiment werden Elektronen oder Photonen (Lichtteilchen) durch eine Anordnung aus zwei eng nebeneinander liegenden Spalten geschickt und treffen dann auf einen Detektor-Schirm. Ist nur ein Spalt offen, sieht man auf dem Schirm hinter dem Spalt ein entsprechendes Bild hinter dem einen Spalt:

ist der andere Spalt offen, dann sieht man das Maximum hinter dem zweiten Spalt:

sind aber beide Schirme offen, dann sieht man nicht etwa eine einfache Überlagerung der beiden, sondern ein Interferenzmuster.

Ein solches Interferenzmuster kann man beispielsweise dadurch erklären, dass man annimmt, dass die Quelle (kohärente) Wellen aussendet, die sich dann an einigen Stellen aussenden oder verstärken, so wie dieses Bild es veranschaulicht. Die Linien darin sind die Wellenberge, dazwischen sind die Wellentäler

 

Two-Slit Experiment Light.svg
By inductiveload – Own work (Own drawing), Public Domain, Link

Diese Interferenz hat schon Young 1805 für Licht entdeckt. Das seltsame an der Sache ist aber, dass man auf dem Schirm trotzdem immer nur einzelne, ganze Teilchen detektiert. Selbst wenn man die Intensität soweit herunterregelt, dass zu jedem Zeitpunkt immer nur ein Photon oder Elektron unterwegs ist, bildet sich trotzdem das Interferenzmuster, obwohl man ja denken sollte, dass ein einzelnes Elektron entweder durch den einen oder durch den anderen Spalt geht und deshalb nicht interferieren kann. Man kann das Ganze in der Quantenmechanik vollkommen konsistent beschreiben – entweder nutzt man die sogenannte “Wellenfunktion” (klickt dazu rechts bei den Artikelserien auf meine Serie zur Schrödingergleichung) oder alternativ mit dem sogenannten Pfadintegral, das ich auch mal erklärt habe.

Philosophisch ist das Ganze schon recht rätselhaft – ist das Elektron nun eine Welle oder ein Teilchen? Wie kann ich den Widerspruch auflösen (der sich durch Effekte wie “Verschränkung” noch prägnanter darstellen lässt, dazu empfehle ich meine dreiteilige Serie Quantenmechanik verstehen, die ihr auch bei den Artikelserien findet)? Die Quantenmechanik stellt unser Alltagsbild der Realität durchaus in Frage, wie ich auch hier ausführlich dargestellt habe. Für eine detaillierte Diskussion empfehle ich auch das Buch “Beyond Weird” von Philipp Ball (auch wenn ich mich neulich über einen Aspekt aufgeregt habe, das Buch ist ansonsten sehr gut).

Darum soll es heute aber gar nicht gehen. Für das folgende reicht das Bild mit den Wellen vollkommen aus. Schaut es euch nochmal an. Es ist leicht einzusehen, dass der Effekt nur da auftreten kann, wo sich die beiden Einzelwellen überlagern, denn er kommt ja dadurch zustande, dass an einige Stellen Wellenberge der einen Teilweile auf Wellenberge der anderen treffen, an anderen Stellen dagegen Wellenberge auf Wellentäler. Im einen Fall verstärken sich die Wellen, im anderen löschen sie sich aus. (Das Verstärken habe ich in meinem Bild bei den Farbverläufen nicht so klar eingezeichnet.)

Wenn die beiden Spalte sehr weit auseinanderliegen, wird der Effekt also sicher verschwinden, denn dann können sich die Einzelwellen nicht mehr überlagern, weil es gar keinen Ort gibt, wo beide Einzelwellen eine nennenswerte Intensität haben. (Deswegen ist das Ganze mit Elektronen auch nicht einfach zu realisieren, denn da müssen die Spalten schon sehr schmal sein und sehr dicht zusammenliegen.)

Aber das ist genau das, was in vielen Büchern irreführend dargestellt wird. Da seht ihr oft erst ein Bild, das zeigt, was nur bei einem Spalt passieren würde:

dann das entsprechende Bild für den zweiten Spalt:

 

und dann, was man passiert, wenn beide Spalte offen sind:

So kann es aber nicht sein, denn wenn man die beiden Einzelbilder oben überlagert, gibt es gar keinen Bereich auf dem Schirm, der von beiden Wellen getroffen wird, also kann sich auch nichts überlagern.

Meist ist es bei diesen Artikeln oder Bildern (hier bei New Scientist , hier bei physics in a minute, ich habe hier auch ein Schulbuch herumliegen, wo so ein Bild verwendet wird)  so, dass zuerst erklärt wird, wie sich klassische Teilchen verhalten. Dann sieht das Bild zunächst so aus:

und danach wird das Bild mit dem Doppelspalt und der Interferenz gezeigt wie gerade eben.

Das ist dann nicht wirklich falsch, aber immer noch irreführend. Wen sich die Teilchen wirklich vollkommen wie klassische Teilchen verhalten und einfach nur gerade durch einen Spalt fliegen können, bekomme ich natürlich das Bild mit zwei klar getrennten Maxima (solange der Abstand zwischen den Spalten groß genug ist). Wenn ich dann aber den Übergang zu Wellen (oder quantenmechanischen Objekten mache), dann müsste ich auch nochmal zeigen, dass dann das Muster sich schon bei einem Einzelspalt verbreitert (weil es bei Wellen so ist, dass sich jeder Einzelspalt wie eine kleine Lichtquelle verhält, so wie das auch oben im Wellenbild gezeichnet wurde):

(Das zweite Bild zu malen, erspare ich mir, ebenso den Aspekt, dass eine Welle am Einzelspalt auch Beugung erfahren könnte.)

Also: Nur wenn ein Bereich existiert, der von jedem der Spalte erreicht werden kann, wenn nur dieser geöffnet ist, kann es auch Interferenz in diesem Bereich geben. Wenn die Muster der Einzelspalte räumlich getrennt sind, dann überlagert sich auch nichts. (Hinweis für die Expertinnen: Das muss auch so sein, denn man könnte ja zum Beispiel eine Welcher-Weg-Information abspeichern, dann muss sich das klassische Überlagerungsmuster ergeben, wenn ich die Information aber mit einem Quantenradierer vernichte, muss sich wieder das Interferenzbild als Summe der beiden Teile ergeben.) Feynman macht es in den Feynman Lectures übrigens (natürlich) richtig und erklärt extra, dass ein Teilchen (etwas militaristisch als Gewehrkugel illustriert) an den Wänden der Spaltöffnung abprallen kann und deshalb in alle Richtungen fliegt: “A bullet which happens to hit one of the holes may bounce off the edges of the hole, and may end up anywhere at all”.

Wenn ihr aber die Bilder für die Einzelspalte so zeichnet, dass die Muster auf dem Schirm vollkommen getrennt sind, dann ist es vollkommen unverständlich, warum sich dann in der Mitte, die dann ja gar nicht erreicht werden kann, plötzlich ein Maximum bilden soll. Man suggeriert damit, dass die Quantenmechanik noch viel mysteriöser ist – es kann dann scheinbar einen Effekt an einem Ort geben, an dem die Teilchen gar nicht sein können, wenn man einfach nur die Einzelbilder überlagert.

Wie gesagt, meist ist es so, dass zunächst von klassischen Teilchen am Doppelspalt gesprochen wird, die dann zwei deutlich getrennte Maxima erzeugen, dann kommt direkt der Übergang zur Quantenmechanik (so auch z.B. bei dieser Seite der LMU München). Das ist dann nicht wirklich falsch, aber es unterschlägt, dass eben schon bei einem Spalt der Impuls verbreitert wird, wenn man vom Teilchen zur Welle (oder zur Quantenmechanik) übergeht. Irreführend ist es in meinen Augen auf jeden Fall – wenn ihr also solche Darstellungen seht (oder selbst so etwas erklärt), dann achtet am besten darauf, es klarer zu machen.

PS: Falls ihr weitere Beispiele findet, hinterlasst gern links in den Kommentaren.

Kommentare (93)

  1. #1 Yagen
    6. Oktober 2019

    Ist es nicht naheliegender dass man einfach nicht in der Lage ist ein einzelnes Photon zu emittieren?

    Was spräche dagegen, davon auszugehen dass wir manche Dinge vielleicht doch nicht so im Griff haben wie wir denken?

  2. #2 Anonym_2019
    6. Oktober 2019

    Auch beim Einzelspalt existiert ein Interferenzmuster.

    Animation:
    http://www.abi-physik.de/buch/wellen/beugung-am-einfachspalt/

  3. #3 MartinB
    6. Oktober 2019

    @Yagen
    Nein, ist es nicht, Weil wir sehr sicher wissen, dass wir einzelne Photonen erzeugen können.

    @Anonym
    KLar, aber wie im Text kurz erwähnt, spare ich mir den Aspekt, weil er für das Thema hier egal ist.

  4. #4 Michael
    6. Oktober 2019

    Wo ist denn nur Ihr Problem? Ich werde einfach das Gefühl nicht los. dass Sie das Doppelspaltexperiment nicht verstehen. Können Sie sich nicht präziser ausdrücken, wo Ihnen der Schuh drückt?

  5. #5 Karl-Heinz
    6. Oktober 2019

    @Anonym_2019

    Und wenn man den Einfachspalt sehr schmal macht, was passiert dann mit den Maxima und Minima?

  6. #6 Herr Senf
    6. Oktober 2019

    @Anonym_2019 zu “abi-physik.de”
    mein Browser warnt vor einer bösartigen Webseite mit Schadsoftware ?

  7. #7 Anonym_2019
    6. Oktober 2019

    @Karl-Heinz (6. Oktober 2019) #5
    Das geht aus den Formeln unter der Animation hervor.

    @Herr Senf (6. Oktober 2019) #6
    Mein Firefox warnt nicht.

  8. #8 Karl-Heinz
    6. Oktober 2019

    @Anonym_2019

    Ich hatte gehofft, du könntest in Worten beschreiben was passiert.

    So befand sich zum Beispiel auf der Seite abi-physik.de am 10. Januar 2018 ein Krypo-Miner. 🙂

    https://www.mimikama.at/allgemein/krypto-jacking/

  9. #9 Lukas
    6. Oktober 2019

    @MartinB
    Was willst du uns genau sagen? Dass man nur dann eine Interferenzmuster bekommt, wenn man extrem kleine Spalten hat und dass die Spalten dicht beieinander sein müssen?

  10. #10 Anonym_2019
    6. Oktober 2019

    @Karl-Heinz (6. Oktober 2019)

    “Ich hatte gehofft, du könntest in Worten beschreiben was passiert.”

    Daraus folgt für die Minima:
    sin(α)=k⋅λ/d

    Und für die Maxima:
    sin(α)=(0.5⋅λ+k⋅λ)/d=((2k+1)/2d)⋅λ

  11. #11 Karl-Heinz
    6. Oktober 2019

    @Anonym_2019

    Danke für die Mühe die Formeln hinzuschreiben. 🙂

    https://de.m.wikipedia.org/wiki/Optischer_Spalt

  12. #12 Karl-Heinz
    7. Oktober 2019

    @Michael und Lukas

    Ich habe es so verstanden. Zu Beginn soll der erste Spalt verschlossen sein. Das Photonen fliegen durch den zweiten Spalt und schwärzen einen bestimmten Bereich. Nun soll der erste Spalt geöffnet und der zweite verschlossen werden. Ich schicke jetzt Photonen durch den ersten Spalt. Wiederum wird ein bestimmter Bereich geschwärzt. Wenn sich die beiden Bereiche nicht überlappen, dann weiß ich auch dann, falls beide Spalten gleichzeitig geöffnet wurden, durch welchen Spalt das Photon gegangen ist. In diesem Fall darf ich auch keine Interferenz (Verstärkung bzw. Auslöschung) erwarten. So weit ich es verstanden habe, wird bei einigen Darstellungen genau dieser Fehler gemacht, dass es bei nicht Interferenz keine Überlappung gibt. Ich denke, dass MartinB es uns noch genauer erklären wird.

  13. #13 MartinB
    http://scienceblogs.de/hier-wohnen-drachen
    7. Oktober 2019

    Nanu? Ich dachte, ich hätte ganz klar erklärt,wo das Problem ist, anscheinend habe ich mich doch unklar ausgedrückt: Wenn man bei jeweils nur einem offenen Spalt zwei deutlich getrennte Maxima hat, dann gibt es bei zwei offenen Spalten auch keine Interferenz. Das wird oft missverständlich oder falsch gezeichnet.

    KLickt doch mal die Bilder an, die ich verlinkt habe (einbinden konnte ich die leider nicht wegen Copyright), dann seht ihr hoffentlich, was ich meine.

  14. #14 Karl-Heinz
    7. Oktober 2019

    @MartinB

    Meine Frage: Wenn man argumentiert, dass man nicht weiss, durch welchen Spalt das Elektron oder Photon geht, nimmt man zumeist stillschweigend an, dass 50% durch Spalt Eins und 50% durch Spalt Zwei gehen. Was sagt eigentlich die QM dazu, wenn man nur weiss, dass 90% durch Spalt Eins und die restlichen 10% durch Spalt Zwei gehen? Oder ist so was nicht möglich?

  15. #15 MartinB
    http://scienceblogs.de/hier-wohnen-drachen
    7. Oktober 2019

    Soweit ich sehe, ist sowas durchaus möglich, du sieht dann ein schwaches Interferenzmuster überlagert mit dem Ein-Spalt-Muster. Solche Experimente kann man mit verschränkten Photonen und quantum erasern auch durchaus machen, habe ich aber noch nie drüber gebloggt.

    Das ist ja ein bisschen ähnlich zu dem, was Haroche et al. für Photonen gemacht haben
    http://scienceblogs.de/hier-wohnen-drachen/2012/10/13/nobelpreis-wie-zahlt-man-photonen-ohne-sie-zu-zerstoren/

  16. #16 Karl-Heinz
    7. Oktober 2019

    @MartinB

    Danke für die Antwort.
    Ich habe noch gestern abend die Bilder sehr genau angeguckt und und die Oberseite vom Handy (Bildschirm) als Lineal genutzt und glaube daher deinen Beitrag verstanden zu haben. 😉

  17. #17 MartinB
    http://scienceblogs.de/hier-wohnen-drachen
    7. Oktober 2019

    Ist das Problem, dass man nicht genau genug erkennt, dass sich die Maxima manchmal überlagern und manchmal nicht? Ich hab’s nur am großen Bildschirm angeguckt, da sieht man es eigentlich ganz gut, aber vielleicht sollte ich in die Bilder lieber noch ne extra-Linie reinmalen, wo die Mitte ist.

  18. #18 schlappohr
    7. Oktober 2019

    Mir ist das Problem nie so bewusst geworden, weil ich die Bilder immer als Prinzip-Zeichnungen verstanden habe, die nicht exakt sein sollen. Ohne darüber nachzudenken bin ich immer davon ausgegangen, dass sich Einzelspalt-Maxima überlagern müssen, um beim Doppelspalt ein Muster zu erzeugen. Aber du hast natürlich recht, der Punkt ist sehr wichtig und wird meistens nicht erwähnt.

    Was mich viel mehr gestört, ist die Tatsache, dass einige Bücher schlicht nicht erwähnen, dass das Interferenzmuster auch beim Emittieren von einzelnen Elektronen/Photonen entsteht. Ohne diese Information habe ich mich gefragt, was an dem Experiment so erstaunlich sein soll: Viele Wassermoleküle zusammen bilden auch ein Medium, das Wellen transportieren kann und damit Interferenzfähig ist. So what? Erst wenn man weiß, dass auch bei einzelnen Photonen ein Interferenzmuster entsteht, wird klar, dass hier ein ganz anderer Hase im Pfeffer hängt.

  19. #19 bote
    7. Oktober 2019

    K.H

    Hallo,
    Bei der Interferenz von elektromagnetischer Strahlung wird ja das Wellenmodell bevorzugt.
    Die Betonung liegt auf Modell, weil wir ja nicht wissen , ob die Elektronen tatsächlich Wellen bilden.
    Also mal angenommen, (Arbeitshypothese), die Elektronen sind Teilchen und bleiben Teilchen.
    Als zweites nehme ich an, dass die Teilchen sich untereinander ordnen, weil sie durch die hohe Geschwindigkeit ihre Form verändern und wie Dipole wirken. Was wird geschehen ? Zwei Elektronen schließen sich jeweils zusammen und werden für die anderen neutral.
    Drei Elektronen schließen sich zusammen und ergeben statistisch :
    a) +++
    b)++-
    c)+- –
    d) – – –
    e) – – +
    f) – + +
    in ihrer Wrkung sind nur der Fall a und d stark
    die anderen 4 Fälle sind in der Wirkung schwach.

    Bei 4 Elektronen ist die Verteilung : 2 x stark , 5 x schwach, 5 x neutral

    Das bedeutet, man kann die statistische Verteilung auch als Erklärung für die Interferenz heranziehen und braucht kein Wellenmodell mehr.
    Jetzt müsste ich nur noch wissen, ob Elektronen immer eine Punktladung haben und ob man annehmen kann, dass bewegte Elektronen sich wie Dipole verhalten können.

  20. #20 Ingo
    7. Oktober 2019

    @bote #19

    ich verstehe den Post nicht.
    Elektronen sind immer negativ geladen.
    > b)++-
    Sowas wie eine Verbindung zwischen zwei positiven und einen negativen Elektron gibt es nicht, weil
    a) Elektronen immer negativ sind, und es keine Positiven gibt
    b) gleiche Ladungen sich abstossen wuerden, und die Verbindung daher auseinander fliegen wuerde.

    > “wie Dipole wirken”
    Elektronen sind eigentlich punktfoermig. Es gibt zwar den Elektronenspin der eine gewisse Ausrichtung hat, und auch etwas mit Magnetfeldern macht,- das ist hier aber nicht gemeint.

    > statistische Verteilung auch als Erklärung
    > für die Interferenz heranziehen

    Das besondere ist ja, dass das Interferenzmuster auch auftritt, wenn immer nur ein Elektron gleichzeitig abgeschossen wird. Es befinden sich dann nie 2 Elektronengleichzeitig im Experiment.
    Trotzdem bildet sich (wenn man die Aufschlagpunkte von mehreren 1000 Elektronen ueber die Zeit markiert) ein Interferenzmuster.

  21. #21 Ingo
    7. Oktober 2019

    Mal eine ganz andere Frage (ein kleiner Themenwechsel)

    Wie ist eigentlich so ein Photonenemmiter aufgebaut,- wo “auf Knopfdruck” immer nur ein Photon herauskommt,- und nicht (wie bei einem Laser oder einer Gluehbirne) ein ganzer Strahl von Elektronen.

    (Eher eine technischer Frage)

  22. #22 MartinB
    http://scienceblogs.de/hier-wohnen-drachen
    7. Oktober 2019

    @schlappohr
    “Was mich viel mehr gestört, ist die Tatsache, dass einige Bücher schlicht nicht erwähnen, dass das Interferenzmuster auch beim Emittieren von einzelnen Elektronen/Photonen entsteht.”
    Ja, das sollte man schon dazusagen, sonst sieht man ja nicht wirklich, wie seltsam das Phänomen ist.

    @Ingo
    Das ist technisch nicht so einfach (ich bin da auch eher Laie), weswegen man bei echten Quantenexperimenten auch immer aufpassen muss, wann tatsächlich ein Photon ausgesandt wird.
    Wkipedia weiß ein wenig dazu:
    https://de.wikipedia.org/wiki/Einzelphotonenquelle
    Wie gesagt, von den Feinheiten der Optik habe ich auch nicht so viel Ahnung.

  23. #23 Ingo
    7. Oktober 2019

    > MartinB #22

    > https://de.wikipedia.org/wiki/Einzelphotonenquelle
    Den hatte ich schon gelesen gehabt*
    Ich hatte dort allerdings nur verstanden dass man irgendwo ein sehr kaltes, angeregtes Atom in einen Resonater hinstellt, und darauf dann wartet dass es ein Photon emmetiert wird (und nie genau weiss wann das eigentlich passiert).
    Aber das Atom muss erstmal angeregt werden.
    Und fuer Experimente muss das ganze vermutlich immer wiederholt werden. Wie verhindere ich dann, dass ich das Atom ausversehen 2 mal anrege?
    Und wie stelle ich sicher, dass das Photon in die richtige Richtung emmetiert wird.

    *ich liebe das doppelte Plusquamperfekt, es ist die letzte Moeglichkeit die Aktion vor eine andere Aktion in der Vergangenheit zu legen, seitdem das normale Plusquamperfekt inflaktionaer gebraucht wird

  24. #24 MartinB
    http://scienceblogs.de/hier-wohnen-drachen
    7. Oktober 2019

    Die englische Wiki-Seite hat ein bisschen mehr, wie es technisch im einzelnen geht, weiß ich aus dem Hut nicht.

  25. #25 bote
    7. Oktober 2019

    Ingo,
    danke für die Antwort auf eine unausgegorene Idee.
    Das letzte zuerst. Wie kann ein einzelnes Elektron ein Interferenzmuster hevorrufen?
    Das Interferenzmuster besteht aus einzelnen Punkten.
    Selbst mit zwei Punkten kannst du kein Muster bilden.
    Mir geht es darum, dass das ,was wir Interferenz nennen, auch statistische Verteilung nennen können.

    Ein Elektron ist negativ geladen. Zwei Elektronen können neutral sein, denk mal an die Cooper Paare.
    Und was wäre, wenn Elektronen für sehr kurze Zeit einen Zustand einnehmen, der sie zusammenfügt.
    Deiner Meinung nach müssten viele Elektronen auseinander fliegen, weil sie ja alle gleich gepolt sind.
    Vergleichbar einem Atomkern, der ja auch die neutralen Neutronen braucht, damit der Kern nicht auseinanderfliegt.
    Mein Statistikbeispiel , vergiss es, es war nur der Anfang der Idee.
    Dein letztes Beispiel mit den 1000 Elektronen verstärkt ja meinen Verdacht, dass Elektronen auch parweise bzw. als Triple auftreten können. Die anzahl wird ja über die Ladung gemessen. Und wenn du ein neutrales Paar hast, dann wird da einfach nicht gezählt. Wenn du ein Triple hast, dann kann das so zusammengestzt sein wie ich es aufgeführt habe.
    Beispiel: Du hast eine Stabtaschenampe mit 3 Batterien à 1,5 Volt. Trotzdem zeigt dein Messgerät nur 1,5 Volt an. Wie kann das sein. Ganz einfach. Wenn nur eine Batterie falsch gepolt eingelegt ist, dann erhälst du als Gesamtspannung nur 1,5 Volt. Und du denkst , da ist nur eine Batterie geladen. In Wirklichkeit neutralisieren sich die beiden anderen.
    Das reicht jetzt mal, als hors d’oevres.

  26. #26 alex
    7. Oktober 2019

    @bote:

    Wie kann ein einzelnes Elektron ein Interferenzmuster hevorrufen?

    Da liegt wohl ein Missverständnis vor. Ein einzelnes Elektron erzeugt kein Interferenzmuster. Man schickt eine große Zahl von Elektronen nacheinander durch den Apparat, und zwar so, dass zu keiner Zeit mehr als ein Elektron drin ist.

    Zwei Elektronen können neutral sein, denk mal an die Cooper Paare.

    Cooper-Paare sind elektrisch nicht neutral.

    Die anzahl wird ja über die Ladung gemessen. Und wenn du ein neutrales Paar hast, dann wird da einfach nicht gezählt.

    Die elektrische Ladung ist nicht die einzige messbare Größe. Es gibt z.B. auch die Masse. Ein Objekt aus zwei Elektronen und einem Positron hätte zwar die selbe elektrische Ladung wie ein einzelnes Elektron, aber eine deutlich größere Masse. Im Experiment sieht man keine solchen “überschweren Elektronen”.

    Beispiel: Du hast eine Stabtaschenampe mit 3 Batterien à 1,5 Volt. Trotzdem zeigt dein Messgerät nur 1,5 Volt an. Wie kann das sein. Ganz einfach. Wenn nur eine Batterie falsch gepolt eingelegt ist, dann erhälst du als Gesamtspannung nur 1,5 Volt. Und du denkst , da ist nur eine Batterie geladen. In Wirklichkeit neutralisieren sich die beiden anderen.

    Und dann legst du die Lampe auf eine Waage und stellst fest, dass sie schwerer ist als erwartet. Und dann schraubst du die Lampe auf (das entspricht in etwa Kollisionsversuchen im Teilchenbeschleuniger) und siehst die drei Batterien.

  27. #27 MartinB
    http://scienceblogs.de/hier-wohnen-drachen
    7. Oktober 2019

    @bote
    Physik ist wirklich nicht so einfach. Man setzt sich nicht als Laie mal eben hin und kocht ein paar Ideen zusammen – schon gar nicht, wenn einem nicht mal klar ist, wie elektrische Ladungen funktionieren.

    “verstärkt ja meinen Verdacht, dass Elektronen auch parweise bzw. als Triple auftreten können.”
    Das ist in dem Fall aber falsch. Man kann technisch sicherstellen, dass in den Doppelspalt nur einzelne Photonen oder Elektronen geschickt werden. Bei Photonen beispielsweise nutzt man gern parametric down-conversion, bei dem immer ein Paar aus zwei Photonen entsteht, und dann weiß man, wenn man das eine misst, genau, dass da genau ein zweites unterwegs ist.

    Physikerinnen sind wirklich nicht doof – auf simple Ideen wie “könnte es nicht sein, dass da mehrere Teilchen zur Zeit unterwegs sind” kommen die auch und schließen das aus.

  28. #28 Bote
    7. Oktober 2019

    MartinB, Alex
    Seid Ihr sicher, dass vorher die Masse der Elektronen überprüft wird ?
    Wenn ja, dann mache ich mal Pause mit einem Grünen Tee und Orangen Cakes.

  29. #29 alex
    7. Oktober 2019

    @Bote:
    Ja.

  30. #30 Yagen
    7. Oktober 2019

    Ich sag ja nicht dass Physiker doof sind. Aber ihre Modell Vorstellung eines Photons oder Elektrons scheint ja schon bei den basics zu krepieren…

  31. #31 alex
    7. Oktober 2019

    alex,
    die Cakes waren köstlich, was mich zu einem weiteren Gedanken inspiriert, getreu eurem Titel “Verwirrungen am Dopelspalt”.
    Also, analog zum Proton, welches sich aus zwei quarks zusammensetzt mit den Ladungen + 2/3 und – 1/3, konstruieren wir ein Elektron mit den zwei Ladungsteilen – 2/3 und einem Ladungsteil + 1/3.
    Beim Durchgang durch den Spalt werden die getrennt und das Elektron erscheint als elektromagnetische Welle.
    Anmerkung: Du musst nicht antworten, wenn deine Antwort noch mehr Verwirrung hervorrufen würde. (kleiner Spaß)

  32. #32 MartinB
    7. Oktober 2019

    @Yagen
    Begründung…?

    @alex (Bote?)
    “Beim Durchgang durch den Spalt werden die getrennt und das Elektron erscheint als elektromagnetische Welle.”
    Wenn ich an einem Spalt messe, sehe ich dort aber immer entweder kein Elektron oder ein Ganzes. Es ist wirklich nicht so einfach und Physikerinnen sind wirklich nicht doof…

  33. #33 bote
    7. Oktober 2019

    MartinB,
    Physiker sind nicht doof, das bezweifelt keiner.
    Beim Messen greifst du in das “Geschehen ” ein, das ist so als ob du mit dem auto durch einen schwarm Eintagsfliegen fährst. Die kleben dann an deiner Scheibe.
    Und du denkst, alle Eintagsfliegen sind tot.

  34. #34 MartinB
    7. Oktober 2019

    @bote
    Ja, und weil ich ins Geschehen eingreife, teilt sich das Elektron plötzlich nicht mehr auf? Lies mal nach wie so Dinge wie delayed choice quantum eraser funktionieren, dann wirst du sehen, dass deine einfachen Modelle nicht funktionieren können.

    Von weiteren Kommentaren mit irgendwelchen wilden Spekulationen bitte ich abzusehen.

  35. #35 bote
    7. Oktober 2019

    MartinB,
    Der Gerlach Versuch und die Eraser kommen als nächstes dran. Don’t worry be happy.

  36. #36 alex
    7. Oktober 2019

    @alex (Bote):
    Wenn das Elektron eine Unterstruktur hätte, die bei so niedrigen Energien wie sie beim Doppelspaltversuch auftreten relevant ist, dann würde sich das auch in allen möglichen anderen Situationen bemerkbar machen. Und das tut es offensichtlich nicht.

    Oder anders formuliert: Wenn Elektronen eine Substruktur haben, dann hält diese extrem gut zusammen. Man kann Elektronen mit extrem hohen Energien (oder extrem niedrigen Energien oder allem dazwischen) auf andere Elektronen oder auf andere Teilchen werfen, und noch nie ist dabei beobachtet worden, dass ein Elektron zerfallen wäre, oder dass sich irgendwelche Bestandteile des Elektrons bemerkbar gemacht hätten.

    Warum sollte ausgerechnet ein Doppelspalt, auf den sich ein Elektron einigermaßen gemütlich zubewegt, dazu in der Lage sein, ein Elektron (zeitweise) zu zerlegen?

    Deine “Theorie” muss nicht nur das Ergebnis des Doppelspaltversuchs erklären können. Sie muss auch zu allen anderen experimentellen Befunden passen.

    Glaubst du ernsthaft, dass sich jemand die Quantenmechanik aus Jux und Tollerei ausgedacht hat? Und dass in den 100 Jahren seit dem niemand auf die Idee gekommen wäre, das mal experimentell zu überprüfen?

  37. #37 Uli Schoppe
    7. Oktober 2019

    @MartinB
    Er ist wohl aus dem Urlaub zurück und baut erst mal irgendwo den angestauten Druck ab ^^ 😉

  38. #38 Linda
    8. Oktober 2019

    @MartinB

    “obwohl man ja denken sollte, dass ein einzelnes Elektron entweder durch den einen oder durch den anderen Spalt geht und deshalb nicht interferieren kann.”

    Ich denke, dass dieser Satz nicht optimal ist, denn man könnte denken ja, dass das Elektron mit sich selbst wechselwirkt. Ist es aber nicht so! Es sind die Amplituden am Spalt 1 und 2, die wechselwirken und nicht das Teilchen mit sich selbst.

  39. #39 bote
    8. Oktober 2019

    Uli,
    der Bote ist aus dem Urlaub zurück und voller Tatendrang und Energie.

    Alex,
    der Bote ist ein Freund der Quantentheorie. Sie ist eine echte Herausforederung an die Vorstellungskraft.
    Das Argument, dass Elektronen keine Struktur hätten, weil man noch keine gefunden hat, lasse ich nicht gelten. Meine argumente sind nicht als neue Theorie zu verstehen, ich stelle nur mal so die Gedanken in den Raum und es freut mich, dass ihr mir sie widerlegt.
    Mit dem Dualismus Welle -Teilchen habe ich mich noch nicht abgefunden. Irgendwo hat unser Gesamtkonzept noch keine richtige Grundlage.

  40. #40 MartinB
    http://scienceblogs.de/hier-wohnen-drachen
    8. Oktober 2019

    @Linda
    ” Es sind die Amplituden am Spalt 1 und 2, die wechselwirken und nicht das Teilchen mit sich selbst.”
    Ich glaube, das ist eine Frage der Sprechweise – die Amplituden gehören ja zum Teilchen (außer im Bohm-Pilotwellen-Modell), wo kein Elektron, da auch keine Amplitude.
    Im Pfadintegral-Formalismus kann man, wenn man will, sagen, dass das Elektron alle Wege geht und dass dann am Ende die Amplituden interferieren (nicht die am Spalt, sondern erst am Detektor), so drückt es auch Feynman in seinem QED-Buch aus.

    Und mein Satz soll ja erst mal die klassische Sicht der Dinge veranschaulichen, in der es noch keine Amplituden gibt.

  41. #41 alex
    8. Oktober 2019

    @bote:

    Das Argument, dass Elektronen keine Struktur hätten, weil man noch keine gefunden hat, lasse ich nicht gelten.

    Das ist ja auch nicht mein Argument. Vielleicht solltest du meinen Kommentar nochmal lesen.

    Mit dem Dualismus Welle -Teilchen habe ich mich noch nicht abgefunden. Irgendwo hat unser Gesamtkonzept noch keine richtige Grundlage.

    Vielleicht ist auch nur dein Verständnis von Quantenmechanik nicht so gut wie du denkst. Die Idee vom “Welle-Teilchen-Dualismus” ist ein ziemlich veraltetes Konzept.

  42. #42 Linda
    8. Oktober 2019

    @MartinB:

    “die Amplituden gehören ja zum Teilchen”
    Ja, das gehören sie, aber sie sind eben nicht Teilchen. Ich denke, es ist weniger verwirrend, wenn man sagt, dass die Amplituden interferieren anstatt Teilchen.

    “(nicht die am Spalt, sondern erst am Detektor)”
    Der Prozess der Interferenz beginnt schon am Spalt und endet am Detektor am Punkt x.

  43. #43 Karl-Heinz
    8. Oktober 2019

    @Linda

    Der Prozess der Interferenz beginnt schon am Spalt und endet am Detektor am Punkt x.

    Ich wette du kennst noch nicht den Quantenradierer. 😉

  44. #44 Linda
    8. Oktober 2019

    @Karl-Heinz

    Ich wette, du denkst, dass der Quantenradierer eine zeitliche Verschränkung darstellt.

  45. #45 MartinB
    8. Oktober 2019

    @Linda
    Ich bin inzwischen bei sprachlichen Beschreibungen dessen, was passiert, skeptisch, die sind glaube ich nur schwer ganz genau zu fassen. Ich weiß nicht, ob es korrekt ist zu sagen, die Interferenz beginne am Spalt – ich kann ja auch zwei Photonen mit Lichtleitern auf komplett getrennte Wege führen und erst direkt vorm Detektor wieder zusammenbringen. Oder wie beim Aharonov-Bohm-Effekt ein Elektron auf zwei Wegen um ein Hindernis führen.
    In beiden Fällen würde ich mich schwertun zu sagen, wo genau die Interferenz “beginnt”.

    Ich weiß auch nicht, ob es sinnvoll ist zu sagen, die Amplituden “gehören zum teilchen”. Amplituden (und Teilchen) sind Denkmodelle, mit denen wir beschreiben und vorhersagen können, was passiert. Im Pfdintegral-Modell hat jedes Teilchen auf jedem Weg zu jeder Zeit einen Wert der Amplitude (und wenn es ein Spin-0-Teilchen ist, hat es auch nicht viel mehr Eigenschaften als das, soweit ich sehe). Im Wellenfunktions-Formalismus ist die Wellenfunktion eine AMplitude an jedem Ort und ist alles, was ich über das Teilchen sagen kann.

    Sprachlich finde ich das alles recht schwierig – deswegen umschreibe ich, so gut es in meinen Augen geht, aber am besten ist es meiner Ansicht nach, wenn man mehrere Modelle hat, die man im Geiste mehr oder weniger parallel jonglieren kann (z.B. Pfadintegral und Wellenfunktion).

  46. #46 bote
    8. Oktober 2019

    alex,
    am besten gefällt mir die Interpretation von Feynman zu den Elektronen, den Martin B. nennt : “Im Pfadintegral-Formalismus kann man, wenn man will, sagen, dass das Elektron alle Wege geht und dass dann am Ende die Amplituden interferieren (nicht die am Spalt, sondern erst am Detektor), so drückt es auch Feynman in seinem QED-Buch aus.”
    Trotzdem bleibt ein Fomalismus unbefriedigend.
    Damit bin ich schon wieder weg.

  47. #47 Karl-Heinz
    8. Oktober 2019

    @bote

    … sagen, dass das Elektron alle Wege geht und dass dann am Ende die Amplituden interferieren (nicht die am Spalt, sondern erst am Detektor)

    Ist der heilige Geist über dich gekommen? Ist mal eine sehr vernünftige Aussage. 🙂

  48. #48 Karl-Heinz
    8. Oktober 2019
  49. #49 bote
    9. Oktober 2019

    K.H.,
    ….alle Wege…
    das war schon immer meine Vorstellung, nur dass ich sie nicht in Worte kleiden konnte.
    Verstehst du jetzt, warum ich hier mitmache. MartinB. ist ja auch sehr gut im Erklären. Von ihm habe ich viel gelernt.

  50. #50 Karl Mistelberger
    mistelberger.net
    9. Oktober 2019

    >> #2 Anonym_2019, 6. Oktober 2019
    >> Auch beim Einzelspalt existiert ein Interferenzmuster.
    > #3 MartinB, 6. Oktober 2019
    > @Anonym, klar, aber wie im Text kurz erwähnt, spare ich mir den Aspekt, weil er für das Thema hier egal ist.

    Das Licht wird an einem einzelnen Spalt gebeugt. Die gebeugten Wellen interferieren, egal ob es einen oder zwei Spalte gibt.

  51. #51 MartinB
    http://scienceblogs.de/hier-wohnen-drachen
    9. Oktober 2019

    @Karl
    Die Interferenz am Einzelspalt ist aber hier wirklich nicht das Thema, die wird ja für hinreichend schmale spalte beliebig klein. Wir nehmen hier an, dass der Abstand im Doppelspalt groß ist gegen die Breite des Einzelspalts.
    Wie gesagt, die Einzelspaltinterferenz ist schlicht nicht das Thema des Artikels.

  52. #52 Karl Mistelberger
    mistelberger.net
    9. Oktober 2019

    > Wir nehmen hier an, dass der Abstand im Doppelspalt groß ist gegen die Breite des Einzelspalts.

    Egal wie groß die Breite des einzelnen Spalts oder der Abstand im Doppelspalt ist: Ohne Beugung des Lichts am Einzelspalt ergeben sich unter der Annahme einer annähernden Punktquelle keine Intensitätsverteilungen, die miteinander interferieren können.

    Die Leute, die diese einfache Tatsache ignorieren, malen dann die ätzenden Bilder, die nicht funktionieren.

  53. #53 MartinB
    http://scienceblogs.de/hier-wohnen-drachen
    10. Oktober 2019

    @Karl
    Ich weiß nicht, was du meinst. Lässt man de Breite der Einzelspalte gegen Null gehen, wird das Interferenzmuster durch den Einzelspalt immer weniger relevant, während das durch den Doppelspalt erhalten bleibt.
    Siehe die Formeln hier:
    https://de.wikipedia.org/wiki/Doppelspaltexperiment
    Dort steht:
    Je breiter der Spalt, desto enger wird die Hüllkurve
    Umgekehrt wird also bei immer schmalerem Spalt die Hüllkurve immer breiter und für die Interferenz im Bereich des Maximums irrelevant.

  54. #54 d'Namein
    10. Oktober 2019

    War mir noch nie aufgefallen, dass da etwas merkwürdig sein soll. Natürlich müssen sich die Bereiche überlagern, aber sorgt nicht schon das Huygenssches Prinzip dafür, dass, wenn die Spalte nicht weiter als die Kohärenzlänge entfernt sind, die Interferenz immer entsteht?

  55. #55 MartinB
    http://scienceblogs.de/hier-wohnen-drachen
    10. Oktober 2019

    @d’Namein
    Ich verstehe die Frage nicht so ganz. Es geht mir ja wirklich nur darum, dass die Einzelspaltbilder sich überlagern müssen, was eben oft so nicht dargetsellt wird.

  56. #56 d'Namein
    10. Oktober 2019

    Ich sehe in solchen Zeichnungen den blauen Fleck nur als Markierung des Zentrums des jeweiligen Spaltes, es ist nicht alles Licht, welches von diesen ausgeht. Die obige Zeichnung mit der Interferenz verwendet doch sogar das Huygenssches Prinzip.

  57. #57 MartinB
    http://scienceblogs.de/hier-wohnen-drachen
    10. Oktober 2019

    @d’Namein
    Also ich sehe das nicht so, die oben von mir verlinkten Bilder auf den externen Seiten sind da in meinen Augen sehr eindeutig.

  58. #58 d'Namein
    10. Oktober 2019

    Auch bei Feynman sind die Spalten doch Quellen von Kugelwellen.
    OK, ich hatte schon immer Probleme Leuten erklären zu können, was ich meine. Dann nochmal anders. Das ganze ist sowieso nicht maßstabsgerecht, Die Spalten zu breit und zu weit von einander entfernt. Warum sollte dann ausgerechnet die Nichtüberdeckung verwirren? Es sind Abbilder der Spalten, die sich überdecken, wenn man es maßstäblich macht.
    Aber ich bin dann schon mal still

  59. #59 MartinB
    10. Oktober 2019

    @d’Namein
    “Warum sollte dann ausgerechnet die Nichtüberdeckung verwirren?”
    Naja, mich hat es irgendwann total verwirrt, als ich es gesehen habe.
    Und es ist in meinen Augen eine Sache, etwas nicht Maßstabsgetreu und idealisiert zu zeichnen, aber eine andere, es wirklich so zu zeichnen, dass ein entscheidender Aspekt verloren geht.

  60. #60 bote
    11. Oktober 2019

    Zum Nachdenken.
    Was sehen wir und wie sehen wir ?
    Beispiel: Eine Lochkamera.
    Wenn man das Loch lange genug offenhält, sehen wir ein Objekt oder eine Lichtquelle vor dem Loch.
    Wir sehen also, was sich vor dem Loch befindet.

    Was sehen wir beim Doppelspaltversuch. Auch was sich vor dem Loch befindet, die Lichtquelle oder die Neutronenquelle. Das Bild ist scharf, wenn sich die Lichtstrahlen geradelinig ausbreiten. Bei zwei Löchern wird das Bild verzerrt, weil zwei Lichtstrahlen zwei Bilder erzeugen. Nun wissen wir, dass die Beugungsscheibchen noch kein Bild ergeben. Und zwei Beugungsscheibchen ergeben das Wellenmuster.
    Wo ist also das Problem?

  61. #61 Karl-Heinz
    11. Oktober 2019

    @bote

    Der Abstand der Kreisbögen im unteren Bild ist ganze Wellenlänge oder halbe Wellenlänge?
    Viel Spass beim Nachdenken. 🙂

    https://commons.wikimedia.org/wiki/File:Two-Slit_Experiment_Light.svg

  62. #62 bote
    11. Oktober 2019

    k.H.
    Es ist die halbe Wellenlänge.
    Interessant ist doch, dass wir die Elektronen nicht sehen können, genauso, wie wir einen Blitz nicht sehen. Wir sehen nur die Spur die der Blitz hinterlässt.
    Das Interferenzmuster ist auch nur die Spur, die die Elektronen hinterlassen. Und dieses Muster betrachte ich wie die Wahrscheinlichkeiten bei einem Galtonbrett.

  63. #63 Karl-Heinz
    11. Oktober 2019

    @bote

    Nach meiner Meinung ist es die ganze Wellenlänge. Ich kann es sogar beweisen oder sagen wir besser begründen. 😉

  64. #64 bote
    11. Oktober 2019

    K.H.
    Die Kreise in der unteren Zeichnung zeigt die Wellenfronten. Der Abstand der beiden ersten Wellenfronten ist der Druchmesser der ersten Wellenfront und gleichzeitig der Abstand des Doppelspaltes.
    Jetzt habe ich gemogelt und den Artikel gefunden, wie man mit dem Doppelspalt die Wellenlänge des Lichtes findet. Ergo, wie sieht Deine kurze Erklärung aus. ?

  65. #65 Karl-Heinz
    11. Oktober 2019

    @bote

    Du hast die Frage nicht so richtig verstanden. Stimmts? 😉

  66. #66 Karl-Heinz
    11. Oktober 2019

    @bote

    Ich meinte man sollte an Hand der Interferenz bestimmen können, ob der Abstand der Wellenfronten der gleichen Welle Lambda/2 oder Lambda ist. 😉

  67. #67 bote
    12. Oktober 2019

    K.H.
    Nach der Formel ist er Lamba.
    MB geht es darum, wie die Elektronen durch den Spalt kommen und wie sie sich generieren.
    Ich habe da wieder eine abenteuerliche Vorstellung, will aber MB nicht damit belasten.
    In der Wissenschaft scheint es wie bei der Religion zu sein. Neue Überlegungen zu den Schriften sind nicht erwünscht.
    Wenn ich ein eigenes Labor hätte, dann könnte ich solche Probleme untersuchen.
    Damit verlasse ich Euren Blog, denn wir haben hier Probleme mit dem Sperrmüll und wie der durch die Haustür kommt. Transportiere ich ihn diskret oder mache ich aus ihm eine Welle.

  68. #68 MartinB
    12. Oktober 2019

    @bote
    “In der Wissenschaft scheint es wie bei der Religion zu sein. Neue Überlegungen zu den Schriften sind nicht erwünscht.”
    Nein. Gegen Überlegungen, die den Namen verdienen, ist nichts einzuwenden. Halbgare, abenteuerliche Laienvorstellungen sind dagegen nicht zielführend. Ich sage meiner Autowerkstatt auch nicht, wie sie meine Karre zusammenschrauben sollen, nur weil ich ne abenteuerliche Vorstellung davon habe, wie ein Auto funktionieren könnte…
    Ich habe hier schon einge Artikel dazu geschrieben, wie Physik funktioniert. Ja, man kan am Anfang eine abenteuerliche Vorstellung haben. Aber dann geht man hin, und überprüft (d.h. berechnet) die Konsequenzen dieser Vorstellung, prüft, ob sie mit allem, was wir wissen, konsistent ist (und dazu muss man wissen, was wir wissen, d.h. Ahnung von Physik haben), prüft, ob sich aus der Idee neue Konsequenzen ableiten lassen und wenn all das erfüllt ist, dann hat man vielleicht eine Idee, die etwas taugt.
    Populärwissenschaftliche Darstellungen überspringen leider die Zwischenschritte und tun so, als die abenteuerliche Vorstellung am Anfang schon die Theorie, die am Ende rauskommt. Aber so funktioniert Wissenschaft nicht.

  69. #69 bote
    12. Oktober 2019

    MartinB,
    ich gebe dir vollkommen Recht, um halbgare Ideen weiter zu entwickeln, braucht es ein Labor. Ohne Versuche geht das nicht. In der Schule, in der ich früher tätig war, habe ich meine eigenen elektronischen Schaltungen entwickelt und getestet.
    Jetzt diene ich nur noch als Ideendünger.
    Aber der Ausgangspunkt bleibt die Phantasie , ein Feuerwerk von Ideen und die Hartnäckigkeit des Charakters.
    Anmerkung. Mit deinem buch, die entdeckung der Raumzeit, da hast du alle diese Qualitäten gezeigt.

  70. #70 Karl-Heinz
    12. Oktober 2019

    @bote

    Wir sind doch keine Hunde denen man unausgegorene Leckerli zuwirft. 😉

  71. #71 bote
    12. Oktober 2019

    K.H.
    Phantasie hast du und stolz bist du auch noch.
    Muss ich auch noch meine gelbe Fliege anziehen, bevor ich mit dir kommuniziere?
    Also, du bekommst jetzt ein wohlschmeckendes Leckerli.

    Stelle dir mal die Versuchsanordnung mit dem Doppelspalt vor. Der Bildschirm rechts ist mit Pfeffer bestreut.
    Links hast du keine Neutronenquelle, sondern einen geladenen Kamm als Quelle eines elektrostatischen Feldes.
    Die Abschirmung zwischen Bildschirm und Kamm ist eine Alufolie. Und jetzt schaust du auf den Peffer. Es dürfte keine Reaktion stattfinden.
    Jetzt machst du ein Loch in die Alufolie und bewegst den geladenen Kamm vor dem Loch hin und her. Siehst du eine Reaktion am Pfeffer ? Wenn nicht, mache das Loch größer, solange, bis der Pfeffer reagiert.
    Das bewegte elektrostatische Feld, hat also einen Weg durch das Loch gefunden und bei dem Pfeffer ein Muster hinterlassen. Jetzt machen den Versuch mit zwei Löchern und schaue dir das Muster an.

    Wenn du allergisch gegen Pfeffer bist nimmst du statt dem Bildschirm einen FET- Transistor mit einem nachgeschalteten Darlington-Transistor . Als Anzeige nimmst du einen Ton-Generator , der die Verstärkung des Stromes hörbar macht.
    Du wirst dich wundern wie empfindlich diese Schaltung auf kleinste Veränderungen des elektrostatischen Feldes reagiert.

    Frisch ans Werk !

  72. #72 MartinB
    http://scienceblogs.de/hier-wohnen-drachen
    12. Oktober 2019

    @bote
    “Jetzt diene ich nur noch als Ideendünger.”
    Aber das ist genau der Punkt. Ideen zu haben “Könnte es nicht sein, dass” ist mit Abstand der leichteste Teil der Physik. Wir haben alle schon überlegt, ob es nicht denkbar wäre, dass das Elektron in Wahrheit aus mehreren Teilen besteht oder ob die Raumzeit nicht eigentlich ein Gitter ist oder ob die fundamentale Raumzeit-Einheit nicht eigentlich Lichtkegel sein sollten oder ob die Raumzeit selbst nur dadurch entsteht, dass Felder in ihr drin sind oder ob Elementarteilchen nicht turbulente Wirbel sein könnten oder oder oder.
    All diese Ideen (und sehr viel mehr) haben alle Physikerinnen ständig. Ideen sind billig. Sie zu Ende zu denken, ist dagegen schwieriger.
    Ich habe nen ganzen mailordner voll mit mails der Art “Ich abe eine Idee, wie die Welt funktioniert, aber ich kann sie nicht zu Ende rechnen, mach das doch mal”.

    Physik ist nicht das Haben von verrückten Ideen, und dann gibt es nen Nobelpreis. Verrückte Ideen haben, ist nichts besonderes…

  73. #73 bote
    12. Oktober 2019

    MartinB,
    Die Aufgabe dieses Blogs ist es Begeisterung für Physik zu wecken, nicht auf festgeschriebene Theorien zu schauen.
    Veröffentliche doch mal ein paar ausgefallene Ideen, du bekommst Resonanz.
    Ich habe ja Karl-Heinz einen praktischen Vorschlag gemacht, mal sehen, was er daraus macht.

    Im übrigen gibt es die Theoretiker und die Praktiker. Ich zähle mich zu den Praktikern, weil physikaliche Versuche Spaß machen. Unterschätze das nicht.
    So wie sich Michael Faraday und Maxwell ideal ergänzt haben, so ergänzen sich alle Praktiker mit den Theoretikern.

  74. #74 MartinB
    12. Oktober 2019

    @bote
    Aha, du erklärst mir jetzt, was die Aufgabe meines Blogs ist?
    Wie passend:
    https://twitter.com/Drachenblog/status/1182956215422373889

  75. #75 Superfred
    12. Oktober 2019

    Zu den ach so kreativen Ideen von Laien die man unbedingt beachten sollte habe ich eine Anmerkung:

    Ich komme aus der EDV, aber in anderen Gebieten ist es sicher nicht viel anders.
    Sinnvolle Ideen hab ich erst, nachdem ich mich wirklich tiefgehend mit dem Problem auseinandergesetzt habe. Dann ist das was mir einfällt erstaunlich gut.
    Was vorher kommt ist einfach nur Schrott.

    Vielleicht war es ja bei Schrödinger (oder Plank?) ähnlich von dem hier vor einiger Zeit die Rede war. Da war es ja auch sicher nicht einfach nur Raten, er hat sich ja vorher lange mit dem Thema befasst und dann war die Lösung blitzartig da. Was nach Kreativität aussieht ist in Wahrheit nur die Frucht langer Arbeit.

    Bei Musikern ist es ja auch nicht anders.

    Darum halte ich von Forderungen wie die von Bote nichts.

  76. #76 MartinB
    12. Oktober 2019

    @Superfred
    So sehe ich das auch. All die Einsteins, Schrödingers usw. mit ihren “verrückten Ideen” waren immer Expertinnen auf dem Gebiet.
    Eine der wenigen Ausnahmen ist Wegener – dessen Theorie wurde aber vor allem deshalb nicht akzeptiert, weil niemand damals einen plausiblen Mechanismus kannte, mit dem sich Kontinente bewegen sollten; die Ideen von Wegener selbst dazu waren ziemlich offensichtlich falsch.

  77. #77 Superbote
    12. Oktober 2019

    Superfred,
    fasse meine Rhetorik nicht als Forderung auf. Ich merke gerade, dass wir uns auf zwei verschiedenen Boten befinden. Ihr macht Versuche im klassischen Stil um Formeln herzuleiten und zu beweisen. Das ist O.K. !

    Ich mache Naturbeobachtung, ich weiß vorher nicht, was mich erwartet. Und mein Ziel ist auch nicht, eine alternative Physik zu schaffen. Wo denkt ihr hin. Wenn man 40 Jahr lang Kindern Physik beigebracht hat, muss man unten anfangen, ganz unten bei den Phänomenen. Und auf dieser Ebene macht Physik .Spaß weil es da nur ganz wenige Vorgaben gibt.
    Was die sture Schulphysik anrichtet, das merkt man, wenn du mal bei Schulamtsanwärtern nachschaust, welche Studienfächer die belegen. Da haben sich an einer Hochschule 600 für Deutsch eingeschrieben aber nur 6 für Physik. Das sollte einem doch zu denken geben.
    Also kommt mal von eurem hohen Ast herunter in die Niederungen.

    Und was du mit der blitzartigen Lösung meinst, da bekommst du Recht. Erst wenn man sich wochenlang abgequält hat, dann fällt einem die Lösung blitzartig zu. Mir ist es sogar nachts passiert, als ich an einem Programm für die Erstellung eines Sudokus gearbeitet habe. Um 4 Uhr morgens wachte ich auf und hatte die Lösung.
    Martin B,
    “verrückte Ideen”, das ist destruktive Rhetorik, nenne sie phantasievoll. Im Übrigen kenne ich deine blog mit den Drachen und er ist sehr gut. Da warst du selbst noch begeistert.

  78. #78 rolak
    12. Oktober 2019

    Expertinnen

    Allerdings. Allerdings auch ohne Expertise: die gesammelte oder erarbeitete Erfahrung trennt im Alltag eine kreative Lösung von einer blöden Idee.

    Auch wenn beides im Moment der Erkenntnis wie eine plausible funktionale Variante wirkt…

  79. #79 MartinB
    12. Oktober 2019

    @Superbote (bitte bei einem Namen bleiben, Sockenpuppen mag ich nicht)
    “Da warst du selbst noch begeistert.”
    Ich bin immer noch begeistert von Physik – oder dachtest du, ich schreibe mal eben schnell ein Buch mit mehr als 500 Seiten, eil mich das Thema langweilt?
    Was mich aber nicht begeistert, sind Leute, die halbgare Ideen in die Gegend husten und sich dann wundern, wenn man das nicht ernst nimmt.

    “Also kommt mal von eurem hohen Ast herunter in die Niederungen.”
    Also mein Blog wird auch von Schülerinnen gelesen.

    PS: “Verrückt” ist unter Physikerinnen eigentlich nie negativ gemeint…

  80. #80 bote
    13. Oktober 2019

    MartinB,
    Beim Gedanken an Dein Buch muss ich um Entschuldigung bitten. Das ist wirklich gut und umfangreich und ich frage miche, wie du das geschafft hast. Mach weiter so .

  81. #81 Karl-Heinz
    13. Oktober 2019

    @bote

    Antwort auf #71 (Kamm, Alufolie und Pfeffer)

    Denn Kamm kann man durch Reibungselektrizität aufladen. Da ich kein allzu langes Haar habe, würde ich anstatt eines Kamms und lange frisch gewaschene Haare, einen Plastikstift und ein Woll- oder Seidentuch verwenden. Jetzt überlege ich welchen Einfluss eine Annäherung eines geladenen Plastikstiftes auf die Alufolie haben könnte. Hier fällt mir der Begriff Influenz ein. Um Abschätzen zu können, wie die statische Feldverteilung zwischen Ladung und Alufolie aussieht, könnte ich die Idee der Spiegel- oder Bildladung verwenden. Natürlich interessiert mich zwangsläufig auch wie die Feldverteilung hinter der Alufolie aussieht. Hier argumentieren ich, dass die Alufolie, da sie leitend ist, auf konstantem Potential liegt. Da sich hinter der Alufolie keine Ladung befindet, gehe ich davon aus, dass der Bereich hinter der Alufolie annähernd feldfrei ist, wenn man sich nicht allzusehr von ihr entfernt. Das ändert sich natürlich, wenn man ein oder mehrere Löcher in die Alufolie macht.
    Welche Auswirkung hat nun die Annäherung einer Ladung auf den Pfeffer. Der Pfeffer, ein Nichtleiter, spürt natürlich aufgrund der Polarisation eine elektrische Ladung.

    Was hier bei deinem Experiment nicht vorkommt ist sowas wie die Auslöschung.

  82. #82 Karl-Heinz
    13. Oktober 2019

    Ach ja …
    Rechtschreibfehler dürft ihr behalten. 😉

  83. #83 bote
    13. Oktober 2019

    K.-H.
    Du hast alles erfasst. Ich hatte den Versuch ohne Alufolie gemacht, damit die Schüler überhaupt spüren, was elektrostatische Felder sind . Deine Vermutung, dass hinter der Folie kein elektrostatisches Feld mehr ist, das war auch meine Vermutung.Sicher bin ich mir nicht. Man könnte ja das Loch auch sehr groß machen, etwa 60 cm Durchmesser, und den Transistor mit einer 4 cm langen Antenne, die direkt an die Basis angelötet ist in das Loch halten. Dann kann man erfahren, ob innerhalb des Loches das elektrostatische Feld besteht.
    Dann verkleinern wir das Loch. Usw. usw. Das sind einfach Grundlagenversuche.
    Wichtig ist, dass der Transistor ein Feldeffekttransistor ist. Der hat mindestens 20 Megaohm Widerstand. allein die Anweisenheit eines elektrostatischen Feldes reicht aus, dass der Transistor durchschaltet.
    Letzter Gedanke, statt des Transistors ein Holundermarkkügelchen nehmen. Das geht schnell und man sieht dieWirkung sofort.
    Wie gesagt, ich bin aus dem Rennen, zu alt, kein Labor, führe du die Versuche weiter.

  84. #84 Karl-Heinz
    13. Oktober 2019

    @bote

    Um zu experimentell zu bestimmen, wie der Feldlinienverlauf hinter der Platte aussieht würde ich auf einen Behälter mit einem Elektrolyten in dem sich eine Kugel und eine Platte befindet, die Minus und Pluspol sind. Dann benötigt man noch ein hochohmiges Voltmeter um die Potentiale auszumessen. Anhand der Potentiale kann man anschließend den Feldlinienverlauf konstruieren. 😉

  85. #85 Karl-Heinz
    13. Oktober 2019

    @bote

    Und für das Experiment mit dem Elektrolyten unbedingt Wechselstrom verwenden, damit es nicht zur Elektrolyse kommt.
    PS: Tesla war auch ein verrücktes Huhn. 😉

  86. #86 Karl-Heinz
    13. Oktober 2019

    @bote

    ups …

    Man benötigt einen Innenring, Aussenring die die Pole sind und eine Metallplatte, die nirgendwo angeschlossen ist. Dann ein Behältnis mit einem Elektrolyten, Wechselstrom und hochohmiges Voltmeter.

  87. #87 bote
    13. Oktober 2019

    K.H.
    Bei Sportlern heißt das runner’s high, bei teacher ?
    Wir waren vor 2 wochen in Bosnien Nicola Tesla wird dort verehrt. Sein Transformator war schon eine Glanzleistung.

    Vielleicht wirst du auch noch berühmt .

  88. #88 Adent
    14. Oktober 2019

    Zur Auflockerung ein Physikerwitz, hoffentlich nicht allen schon bekannt :-):
    Heisenberg, Schrödinger und Ohm fahren zusammen im Auto, als sie ein Polizist stoppt.
    “Sagen Sie mal, wissen sie eigentlich wie schnell sie gefahren sind”, fragt der Polizist Heisenberg, der am Steuer sitzt.
    “Nein, ich weiß genau wo ich bin, daher kann ich nicht wissen wie schnell ich war.”
    “50 in einer 30er Zone” sagt der Polizist vorwurfsvoll.
    “Na Klasse, jetzt bin ich verloren” antwortet Heisenberg.
    Diese Antwort kommt dem Polizisten sehr merkwürdig vor und er weist Heisenberg an den Kofferraum zu öffnen.
    “Wissen Sie das im Kofferraum eine tote Katze liegt”, fragt der Polizist nachdem er ihn inspiziert hat.
    “Jetzt ja sie A….” brüllt Schrödinger vom Beifahrersitz.
    Der Polizist verhaftet daraufhin alle drei, Ohm leistet Widerstand.

  89. #89 MartinB
    14. Oktober 2019

    Ja, kannte ich, ist aber immer gut.
    Physikerinnen erzählen ja meist Witze über mathematikerinnen oder Ingenieurinnen…
    Den hier mochte ich immer besonders:
    http://www.klein-singen.de/statistik/t/Am_ue_santes/ballonfahrer.html

  90. #90 LuKn
    Saarlouis
    15. Oktober 2019

    Zunächst ein großes Kompliment für den Physik Blog, auf den ich erst kürzlich gestoßen bin.
    Damit hat man als exotischer Freizeitphysiker auch mal Gelegenheit an Fachdiskussionen teilzunehmen.

    Zum Doppelspalt:
    Ich habe beobachtet, dass in vielen Publikationen versucht wird, das Phänomen des Doppelspalts mit Teilchen zu erklären, die dann auch noch alles mögliche wissen müssten. Das driftet dann oft sehr schnell in eine seltsam geheimnisvolle, esoterische Richtung ab.
    Ich werde den Eindruck nicht los, dass die Ehrfurcht vor Albert Einstein dahinter steckt, der angeblich seinen Nobelpreis für die Erklärung des Photoelektrischen Effekts mit Lichtteilchen erhielt.
    Das stimmt aber so dezidiert nicht! Einstein schrieb in seiner Arbeit (Zitat):
    „Im vorstehenden ist angenommen, dass die Energie wenigstens eines Teiles der Energiequanten des erzeugenden Lichtes je an ein einziges Elektron vollständig abgegeben werde.
    (https://doi.org/10.1002/andp.19053220607 S. 147)

    Einstein spricht von Energiequant – nicht von Photonen im Sinne von Teilchen.
    Was Einstein offensichtlich beschreibt, ist die Wechselwirkung von Lichtquanten mit Elektronen in einem eng begrenzten Raum.
    Letztendlich alles, was wir über „Elementarteilen“ wissen, stammt aus Beobachtungen und Interpretationen von Wechselwirkungen. Wenn diese auf ein sehr kleines Raumsegment begrenzt sind, nennen wir das vergröbernd den Stoß von Teilchen und vor dem geistigen Auge prallen Billardkugeln zusammen. Wenn wir beobachten, dass selbst einzelne Lichtquanten Interferenzmuster bilden – was schließen wir daraus – etwa den Teilchencharakter? Eine einzelne Wasserwelle zeigt am Doppelspalt auch eine Interferenz. Andererseits: Kann eine Quantenwelle auf dem Schirm nicht an mehreren Stellen in unterschiedlicher Intensität wechselwirken – was spricht außer unsere Intuition dagegen? Das Teilchenbild kann jedenfalls in keinem Fall die Beobachtungen befriedigend erklären.
    Prof. Hans-Peter Dürr hat seinerzeit, aus reiner Verzweiflung über die groben mechanistischen Bilder vermute ich, versucht den Begriff Elementarteilchen durch „Wirks“ zu ersetzen.
    Kurz:
    Lichtquant (Elektron ua.) = Teilchen im Sinne der klassischen Physik ist definitiv falsch.
    Das Doppelspaltexperiment kann nur mit dem (quantenmechanischen) Wellenbild sinnvoll beschrieben werden und dann gilt für die Bildung von Interferenzmuster eine Kohärenzbedingung, die aus dem Zusammenhang zwischen Wellenlänge und physikalischer Umgebung abgeleitet werden kann. Polemisch überspitzt: durch zwei Scheunentoren kann man mit Licht keine Interferenzmuster erzeugen, durchaus aber beispielsweise mit akustischen Wellen.

  91. #91 MartinB
    15. Oktober 2019

    @LuKn
    Nicht umsonst gibt es einen Artikel mit dem Titel “There are no particles, there are only fields”. Nichtsdestotrozu kann man auch im Teilchenbild (QM-Pfadintegral oder Feynman-Diagramme) eine gute Intuition bekommen. Statt sich auf ein Bild festzulegen, finde ich es oft sinnvoller, mehrere Bilder parallel zu nutzen, manche Sachen versteht man mit Wellenfunktionen besser, andere mit Pfadintegralen.

  92. #92 Adent
    4. November 2019

    @Martin
    Die letzte Variante kannte ich, auch ein sehr schöner 🙂

  93. #93 Ly
    Nürnberg
    21. November 2019

    Krasses Fachwissen . Welle und Teilchen. Lese seit 3 Std. aber verstehe nicht was bewiesen werden soll. Oder verstanden. Licht ist angeblich sowohl als auch. Theorien und Annahmen ‘anerkannter Wissenschaftler’ Schrödingers Katze ist tot und lebendig. Physik ist interessant. Quantentheorie Wahnsinnig spannend. Ich bin ein komplexes System im komplexen System Universum.
    Im Anfang war der Wasserstoff. Der Glaube versetzt Berge .
    Ich wehre mich gegen die Verallgemeinerung der begfangenen Interpretationen vermeintlichen Wissens.
    Ob Geschichte , Physik Chemie. Philosophie, Medizin. Mathematik. Psychologie . Annahmen Überlieferungen..Überzeugungen . Jeder nach seinen Genen.
    MAN nimmt an ….wir wissen …es ist bekannt..
    . Wenn die Vernetzung aller Gehirne stattgefunden hat….hmmm.
    Liebe Grüße