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THEMA: Doppelspalt ohne Spalt aber mit zwei Lichtquellen

Doppelspalt ohne Spalt aber mit zwei Lichtquellen 24 Nov 2018 01:35 #45205

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Bin grad erst aufgesprungen und überblicke nicht, was schon alles abgehandelt wurde.
Mir ist unklar:
Was macht der Steg beim Doppelspaltversuch?
Interferieren zwei Photonenströme, die parallel nebeneinander herfliegen, wenn sie auf Stegesbreite aneinander angenähert werden auch? Also ohne Brett mit zwei Schlitzen in der Versuchsanlage? Einfach nur zwei Lichtquellen und ein Schirm.

(Ist die Vorstellung überhaupt richtig, dass die Stegbreite, also der Spaltabstand in Abhängigkeit von der Wellenlänge gewählt werden müssen um Interferenz zu beobachten?)
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Doppelspalt ohne Spalt aber mit zwei Lichtquellen 24 Nov 2018 08:53 #45210

Ja, prinzipiell kann Interferenz auch ohne Beugung am Einfach- bzw. Doppelspalt stattfinden.
Eine einfache Zwei-Quellen-Interferenz entspricht letztlich dem beobachteten Wellenphänomen, wenn du 2 Steine nebeneinander ins Wasser plumpsen lässt.

Natürlich müssen Wellenlänge des Lichts, Abstand der Lichtquellen (bzw. der Spalten) sowie Abstand zum Schirm sinnvoll gewählt werden, damit Minima/Maxima auf dem Schirm überhaupt als solche erkennbar werden.

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Doppelspalt ohne Spalt aber mit zwei Lichtquellen 24 Nov 2018 12:45 #45212

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Ich versuche mich mal direkt an den Fragen:

Was macht der Steg beim Doppelspaltversuch?

Nix besonderes, lässt kein Photon durch. Die Breite des Stegs legt allerdings den Abstand der Spalten fest, der ist wichtig für das Ergebnis.

Interferieren zwei Photonenströme, die parallel nebeneinander herfliegen, wenn sie auf Stegesbreite aneinander angenähert werden auch?

Eindeutig nein. Parallel nebeneinander bedeutet ja das die sich nicht "treffen", also kann auch nichts interferieren.

Also ohne Brett mit zwei Schlitzen in der Versuchsanlage? Einfach nur zwei Lichtquellen und ein Schirm.

Das ist was anderes als parallel. Bei geeignetem Aufbau Interferenzmuster auf dem Schirm.
Die klassische Vorstellung vom Doppelspalt ist ja gerade das die beiden Spalten jeweils als punktförmige Lichtquelle betrachtet werden.
Knifflig wird die klassische Vorstellung hier: Es entsteht auch ein Interferenzmuster wenn immer jeweils nur 1 Photon (zeitlich) durch den Doppelspalt geht...1 Photon also quasi durch beiden Spalten fliegt und mit sich selber interferiert :)

Gute Übersicht zum Aufbau und der Mathematik auf wiki:
https://de.wikipedia.org/wiki/Doppelspaltexperiment

Gruß
Lutz
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Doppelspalt ohne Spalt aber mit zwei Lichtquellen 24 Nov 2018 14:35 #45220

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Danke Lutz,
da haben wir doch was sortiert.
Der Steg macht also aus einer Wellenfront zwei neue, deren neue Ausbreitungsfronten kreisförmig sind und die die nun in der Mitte fehlende Information (durch den Steg herausgenommene Information) erst einmal auffüllen müssen, was mit einem kleinen Umweg verbunden ist und einer Richtungsänderung. Dadurch treffen die Wellenfronten wie zwei Fremde aufeinander. Zuvor waren sie kontinuierlich verbunden und die Richtungsänderungen waren stetig. (Wie ein schwingendes Seil, bei dem in jedem Moment das Nachbarsegment von meiner Richtungsänderung erfährt und seine Bewegung anpasst.)
Schneide ich ein Stück heraus wird die Form der Wellenfront nicht mehr in Form gehalten. Die freien Enden schließen die Lücke um den Preis, dass sie nicht mehr Seit an Seit aufeinander treffen, sondern eher frontal, was bei der Neuverknüpfung zu einer Änderung der Wellenfrontform gegenüber der Ausgangswellenfrontform führt.
Bedingt durch die fehlende Information, die der Steg verschluckt hat.
Insofern könnte man die Minima als eine Art Schattenwurf oder Nachhall des Steges sehen, der die ursprüngliche Information über die Form der Wellenfront dreist manipuliert hat.
Danke Lutz für die Korrektur des Bildes, das ich hatte. Der Denkfehler war, sich das Licht als nebeneinander her eilend zu betrachten, wie ein Fischschwarm, der durchs Wasser zieht.
Es ist aber so wie eine an den Armen untergehakte Trachtengruppe beim Tanz.
Und wenn mehrere Reihen Tänzer hintereinander am Schirm eintreffen, dann sollten alle etwa gleich breit sein um an derselben Stelle anzukommen.Wären Reihen mit schmaleren Kindern darunter, würden die sich anders formieren und am Schirm anders ankommen und das Bild verwischen. Damit hab ich mir das mit der Kohärenz auch gleich noch erklärt.
Prima.
Schwierig wird das Bild mit einem Photon. Schneide ich da ein Stück Information, also Energie heraus, dann kommt am Schirm ein 0,8-Quant an. Also überlegen wir uns was anderes.....

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Doppelspalt ohne Spalt aber mit zwei Lichtquellen 24 Nov 2018 15:40 #45221

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Mmh, den Steg in den Mittelpunkt der Betrachtung zu stellen halte ich für nicht so günstig.
Deine Erklärung über Information und verbundene / getrennte Wellenfronten finde ich verwirrend, da komm ich nicht mit :)
Für eine klassische Betrachtung von Wellen geht ja ganz gut Wasserwellen auf Spalt / Doppelspalt.
Ein Spalt, also ganz ohne Steg, erzeugt eine Beugung. An dieser Stelle verändert sich die Ausbreitung der Wellenfront, daher ja auch die Idee der Betrachtung als punktförmige Quelle an dieser Stelle.
Bei zwei Spalten haben wir an jedem Spalt eine Beugung und nachfolgend eben die Interferenzen....

Das Doppelspaltexperiment galt ja lange als Nachweis dafür das Licht als Welle betrachtet werden muss....da war die Welt noch in Ordnung :)

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Doppelspalt ohne Spalt aber mit zwei Lichtquellen 24 Nov 2018 20:17 #45233

MrQubit schrieb: Ja, prinzipiell kann Interferenz auch ohne Beugung am Einfach- bzw. Doppelspalt stattfinden.
Eine einfache Zwei-Quellen-Interferenz entspricht letztlich dem beobachteten Wellenphänomen, wenn du 2 Steine nebeneinander ins Wasser plumpsen lässt.

Was wenn man die beiden Quellen dazu bringt nur noch einzelne Photonen abzustrahlen? Wenn man darauf achtet das niemals gleichzeitig beide Quellen feuern hätten wir die Situation Doppelspalt mit bekannter "Welcher Spalt" Information und es dürfte eigentlich keine Interferrenz geben... Aber inwiefern unterscheidet sich diese Situation von der wenn beide Quellen dauernd viele Photonen produzieren? Es sind letztlich Teilchen die nur durch jeweils eiinen Spalt gehen oder doch nicht?

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Doppelspalt ohne Spalt aber mit zwei Lichtquellen 24 Nov 2018 21:16 #45237

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Merilix schrieb:

MrQubit schrieb: Ja, prinzipiell kann Interferenz auch ohne Beugung am Einfach- bzw. Doppelspalt stattfinden.
Eine einfache Zwei-Quellen-Interferenz entspricht letztlich dem beobachteten Wellenphänomen, wenn du 2 Steine nebeneinander ins Wasser plumpsen lässt.

Was wenn man die beiden Quellen dazu bringt nur noch einzelne Photonen abzustrahlen? Wenn man darauf achtet das niemals gleichzeitig beide Quellen feuern hätten wir die Situation Doppelspalt mit bekannter "Welcher Spalt" Information und es dürfte eigentlich keine Interferrenz geben... Aber inwiefern unterscheidet sich diese Situation von der wenn beide Quellen dauernd viele Photonen produzieren? Es sind letztlich Teilchen die nur durch jeweils eiinen Spalt gehen oder doch nicht?


Ich kenne kein Experiment wie Du es beschreibst mit zwei Quellen, klingt knifflig im Aufbau...die Quelle muss ja auch in die Breite "strahlen" (Brechung am Spalt).
Ich denke an dieser Stelle versagt der Vergleich zwischen Punktquelle und Spalt irgendwie.
Wenn wir uns den Doppelspalt anschauen sind es Wellen, wie am Interferenzmuster am Schirm zu sehen.
Sobald wir "nachschauen" (messen) durch welchen Spalt welches Photon geht: Interferenzmuster weg, und ja dann sind es Teilchen :)

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Doppelspalt ohne Spalt aber mit zwei Lichtquellen 24 Nov 2018 23:24 #45247

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Lieber Merilix, eine Meinung ist, dass ein Photon durch beide Spalten geht. Deswegen schreibt man ihm in dieser Situation eben die Welleneigenschaft zu.
Und deswegen lässt sich die Situation nicht mit einer Lichtkanone, die einzelne Photonen rausjagt in noch so langen Abständen überlisten, weil, wenn man genug davon abgefeuert hat, dass man was auf dem Schirm erkennt es wieder so aussieht, als habe das Photon, und zwar jedes einzelne interferiert, auch wenn es ganz allein unterwegs war. Dann sieht es so aus, als habe es mit sich selber interferiert.
Und auch ein Polfilter, der dem Licht einen bestimmten Weg vorschreibt wäre sowas Ähnliches wie Deine Versuchsanordnung und führt zum Verschwinden der Interferenz.
Selbst wenn man dem Photon im nachhinein, nach dem Passieren des Spalts und der mutmaßlich stattgefundenen Interferenz die Information über seinen genommenen Weg entlockt (AzS 35) verschwindet das Muster, als würde das Photon die Interferenz wieder rückwirkend löschen. (Das widerstrebt gewaltig).

Lutz schreibt, die Lichtquelle muss in die Breite strahlen.
Da liegt ein Schlüssel zum Verständnis: Muss ich mir die Wellenfront als das Ergebnis des Zusammenwirkens vieler Photonen vorstellen oder macht schon ein einzelnes eine Wellenfront?
Oder ganz doof gefragt: GEHT DAS PHOTON LÄNGS ODER QUER DURCH DEN SPALT?
Wenn es quer durchfliegt und selbst eine Wellenfront darstellt, dann versteh ich die Möglichkeit der Interferenz mit sich selber. Dann versteh ich aber nicht, wieso der Spalt dann nicht ein wenig Energie aus dem Quant raushaut. Und zwar die Energie, die in dem Teil der Wellenfront steckt, die am Steg kleben bleibt.
(Ich hör die Fachleute mitleidig lachen, aber es muss sein. Da müssen wir durch.)

Die Sache hat, wenn ich das richtig verstanden habe auch nicht direkt mit der Wellenlänge oder Amplitude zu tun. Nur soll das Schwingungsmuster gleich sein (Kohärenz) habe ich gelesen.

Es krankt am Verständnis der Ausbreitung des Lichts überhaupt. Die Vorstellungen darüber interferieren inzwischen in meinem Kopf. Einmal wie ein abgeschossener Pfeil (Teilchen) und ein andermal wie ein oszilierendes Irgendwas mit Aufenthaltswahrscheinlichkeiten links und rechts der gedachten Ausbreitungsrichtung (Welle).
In Südamerika wurden Emus mit einer Bola gefangen. Das ist eine kurze Schnur mit 2 Steinen an den Enden. Die Schnur fliegt ans Emubein und wickelt sich drumrum. (Interferiert mit sich).
Ich krieg das Bild nicht aus dem Kopf, wenn das Photon die Bola wäre und der Steg zwischen den Spalten das Bein...

Der Steg kommt mir immer wieder in den Sinn, weil er das einzige ist, was den Doppelspalt von einem Loch unterscheidet.

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Doppelspalt ohne Spalt aber mit zwei Lichtquellen 25 Nov 2018 08:02 #45253

Was wenn man die beiden Quellen dazu bringt nur noch einzelne Photonen abzustrahlen? Wenn man darauf achtet das niemals gleichzeitig beide Quellen feuern hätten wir die Situation Doppelspalt mit bekannter "Welcher Spalt" Information und es dürfte eigentlich keine Interferrenz geben...


Moin,
Es sei nochmal daran erinnert, dass ein Spalt noch keine Messung darstellt, und somit selbst einzeln abgefeuerte Photonen zum Zeitpunkt des Spaltdurchgangs immer als Welle, und nicht als Teilchen aufgefasst werden müssen.
Eine „Welcher Spalt“ - Information gibt es in dem Kontext also gar nicht. (und @aero: Die Frage, ob ein Photon „längs“ oder „quer“ durch den Spalt geht, stellt sich damit auch nicht)
Deshalb ist Interferenz ja auch problemlos bereits an einem Einzelspalt möglich. Einfach weil sich durch die Spaltenbreite für alle (virtuellen) Strahlenpfade Gangunterschiede mit entsprechender Phasenverschiebung ergeben, was zur Bildung der Maxima/Minima auf dem Schirm führt.

Siehe auch:


Zu den erwähnten idealen „Punktquellen“ bzw. parallel verlaufenden „Photonenströmen“, die quasi ohne jegliche räumliche Ausdehnung nur in exakt eine Richtung strahlen: An die kann man sich in der Realität immer nur annähern. Letztlich findet immer eine gewisse Streuung statt.

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Doppelspalt ohne Spalt aber mit zwei Lichtquellen 25 Nov 2018 11:59 #45259

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Guten Morgen zusammen,
zum Thema Lichtausbreitung:
1.: "Letztlich findet immer eine gewisse Streuung statt." (MrQubit)
- Ich habe vor einer Milliarde Jahren ein Lichtbündel losgeschickt aus einer punktförmigen Lichtquelle von einem Ort aus, der 1 Milliarde Lj. entfernt ist zu dem Punkt, an dem sich die Erde heute Morgen befindet. Der Strahl hatte keine räumlich messbare Ausdehnung und enthielt n Photonen.

Frage: Wie groß ist der Fleck auf dem Schirm, wenn ich ihn heute auffange?
Wie viele Photonen sind drin?
[Ich hätte erwartet, dass er unverändert eintrifft].

2.: Beugung am Spalt:
Die kugelförmige Ausbreitung beim Auftreffen auf ein anderes Medium mit anderer Dichte leuchtet noch ein.
- Aber welchen Einfluss übt die Begrenzung des Strahls an den Rändern aus?
Für Wasserwellen, die sich kreisförmig ausbreiten ist es nachvollziehbar.
Aber der Lichtstrahl ist nicht wie eine Welle unterwegs, sondern wie Teilchen. Bis zu der Stelle mit dem Spalt.
Auf der Graphik im Anhang ist in der Spaltebene eingezeichnet eine kugelförmige Ausbreitung aller Elementarwellen.
- Woher wissen die Wellen, dass sie in der Ebene der Blende angekommen sind?
Auf der Graphik ist eingezeichnet, dass der Strahl breiter ist, als die Blendenöffnung. Es werden an den Rändern Photonen zurückgehalten.
- Ist die Definition eines Spaltes oder einer Blende erreicht, wenn der Strahl breiter ist, als die Öffnung?
(Dann verstehe ich aber die Interferenz von Einzelphotonen mit sich selber nicht. In diesem Fall ist die Öffnung der Blende immer viel größer als das Photon.)

3.: Verzweifelter Ausweg:
Ich bleib bei meinem Steg. Immer wieder kommt es scheinbar zur Interferenz, wenn wir aus der ursprünglichen Information des Lichtstrahls etwas herausnehmen. Wenn wir dem Licht vorschreiben, wo es genau aufzukommen hat. Wenn wir seinen Weg einschränken. Dann reagiert das Licht mit Selbstverstümmelung und löscht einen Teil seiner Information aus. (Minima).
Das Licht scheint nicht gewillt zu sein, mir einen punktförmigen Fleck auf dem Schirm zu erzeugen. Es macht immer ein Scheibchen.
Nähern wir die Spaltränder einander immer weiter an, dann ist es, weil die Photonen keinen Raum benötigen möglich einen fast unendlich schmalen Schlitz zu machen und trotzdem kommen (das ist mir jetzt wichtig, das kann ich aus den Internetinformationen nicht selber ersehen):
a.: beliebig viele Photonen irgendwie durch oder
b.: es kommen nur die in Spaltrichtung schwingenden Photonen durch, die anderen werden verschluckt.
In letzterem Fall hätten wir wohl eine Polarisation erzwungen, wenn ich das richtig verstehe. Dann kommt es auch nicht mehr zur Interferenz. Und dann hätten wir auch kein Scheibchen mehr auf dem Schirm sondern:
a.: rein theoretisch einen Strich, der der Amplitude der Welle des Photons entspricht oder
b.: rein theoretisch einen Punkt, weil die Versuchsanordnung die Wellenfunktion kollabieren lässt und das Photon sich wie ein Teilchen verhält.

(Ich bitte um Milde, es ist Sonntag. Da ich kein Mathematisch spreche und nicht mathematisch denken kann muss ich in Bildern denken. Aber die Wahrheit ist sowieso nie die Mathematik. Die haben wir erfunden um uns der Wirklichkeit auf elegante, länderübergreifende Weise anzunähern. Und Voraussagen präziser machen zu können.
Die Wirklichkeit treiben wir mit Bildern in die Enge, die aus unserer Lebenserfahrung stammen. Mit immer feineren Bildern, bis wir glauben etwas scharf genug beschrieben und erfühlt zu haben.
Mathematik ist mir dafür zu ungenau.)

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Doppelspalt ohne Spalt aber mit zwei Lichtquellen 25 Nov 2018 13:18 #45263

aero schrieb: Lieber Merilix, eine Meinung ist, dass ein Photon durch beide Spalten geht. Deswegen schreibt man ihm in dieser Situation eben die Welleneigenschaft zu.

Moment, du selbst hast das Scenario mit zwei Quellen konstruiert (siehe Überschrift). Hab ich da was falsch verstanden oder übersehen?

PS:
Da mit der "Welleneigenschaft" ist eben nicht so einfach wenn man genau hinsieht und jedes Photon einzeln betrachtet.
Das hinterlässt nämlich nur einen einzigen kleinen Fleck auf dem Schirm und kein Interferrenzmuster. Das Muster entsteht durch Statistik, wenn man sehr viele Photonen registriert.
Eine Welleneigenschaft zeigt sich erst in der Wahrscheinlichkeitsverteilung; ein Begriff der eigentlich abstrakt mathematisch ist. Das Problem mit der Quantenmechanik ist das man eigentlich nicht genau weis welche physikalische Realität da "wellt"; Das entzieht sich irgendwie unserem Vorstellungsvermögen weil das jenseits jeder Alltagserfahrung ist.

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Doppelspalt ohne Spalt aber mit zwei Lichtquellen 25 Nov 2018 13:26 #45264

aero schrieb: Guten Morgen zusammen,
zum Thema Lichtausbreitung:
1.: "Letztlich findet immer eine gewisse Streuung statt." (MrQubit)
- Ich habe vor einer Milliarde Jahren ein Lichtbündel losgeschickt aus einer punktförmigen Lichtquelle von einem Ort aus, der 1 Milliarde Lj. entfernt ist zu dem Punkt, an dem sich die Erde heute Morgen befindet. Der Strahl hatte keine räumlich messbare Ausdehnung und enthielt n Photonen.

[...]


Zu 1.)

Die Lichtstärke hat abgenommen.
Die Anzahl der Photonen nimmt proportional zum Quadrat des zurückgelegten Weges ab.
Schließt man mal sämtliche Effekte/Wechselwirkungen aus, die unterwegs auftreten könnten, wäre das Feld sehr klein, aber eben nicht beliebig klein/punktförmig. (Wellencharakter, / Heisenbergsche Unschärferelation)

zu 2.)

Basis von Reflektion, Brechung, Beugung:
de.wikipedia.org/wiki/Huygenssches_Prinzip

Aus quantenmechanischer Betrachtungsweise arbeitet man heutzutage mit Vektoren, Pfadintegralen etc. Das wird ja auch gerade Thema in den Videos von Herrn Gaßner.

zu 3.)
Wenn du den Weg eines Photons unmissverständlich zur Informationsabgabe zwingst (Messung), dann kriegst du ja tatsächlich auch einen Punkt. Vorher nicht. Beim Doppelspalt-Experiment spätestens beim Aufschlagen auf den Detektorschirm – selbst wenn vorher Wellen-Interferenz auftrat.
Näher „herangezoomt“ besteht das Interferenz-Muster ja deswegen nur aus einzelnen Punkten.

Wenn du den Weg hingegen nur einschränkst (also am Spalt), dann verändern sich die Welleneigenschaften (Wahrscheinlichkeitsverteilung) zwar – aber ich würde das nicht als „Informationsverlust“ bezeichnen.
Zumal es sowohl „destruktive“ als auch „konstruktive“ Interferenz gibt ;)


www.leifiphysik.de/quantenphysik/quanten...-photonen-simulation

Unten auf der Webseite ist ein netter, kleiner Simulator, wo man mit verschiedenen Szenarien aus Wellenlänge, Spaltenabstand und Breite herumspielen kann. Vielleicht hilft dir das ja in der Anschauung.
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Doppelspalt ohne Spalt aber mit zwei Lichtquellen 26 Nov 2018 10:34 #45305

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Hallo,
der Link zu leifiphysik von MrQubit ist sehr hilfreich. Danke!
Herr Gaßner hat angekündigt, dass es in den folgenden Videos von AzS um gerade diese Probleme gehen wird. (Warum fliegt Licht geradeaus...Woher weiß es, wie schnell es sein muss...)

Merilix, es stimmt, ich habe das Szenario konstruiert mit den 2 Lichtquellen, um den Steg aus dem Experiment rauszubringen. Meine Überlegung war: Interferenzmuster entstehen immer, wenn da ein Steg ist oder eine andere Einschränkung des Lichtweges. Und ich wollte wissen, was passiert, wenn er weg ist.

Ich hatte seit meiner Schulzeit die Vorstellung im Kopf, dass sich Wellen überlagern. Gegenseitig.
Nun musste ich lernen, dass die Welle mit sich selber interferiert. Und dass man das seit 1909 vermutet hat.

Und damit hat sich mein Modell erledigt! Aber nicht, ohne von Nutzen gewesen zu sein!

Ich freu mich auf das, was ich noch erfahren werde in diesem Forum und in den Videos.
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Doppelspalt ohne Spalt aber mit zwei Lichtquellen 26 Nov 2018 19:39 #45326

Es sei ergänzt das nicht nur der Doppelspalt zu Interferrenz führt. Beim Interferrometer (Michelson Morley Experiment oder Gravitationswellendetektor, das Erste noch nichtmal mit Laser) macht das ein halbdurchlässiger Spiegel.

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Doppelspalt ohne Spalt aber mit zwei Lichtquellen 26 Nov 2018 21:12 #45330

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Ja, es scheint so, als würde die Entnahme von Energie aus einem Lichtstrahl durch was auch immer, zu einem Phänomen führen, das wir als Interferenz wahrnehmen.

Ich überlege schon länger, dass ein Photon, das ja solange es unterwegs ist nur ein Quantum Energie ist (ich glaub ich bin nicht der einzige, der nicht weiß was Energie eigentlich ist) und für das die Zeit stehen geblieben ist (oder ist es der Normalzustand und nur für den Masseinhaber und Stillstandsknechte vergeht die Zeit? Quasi als Tribut an den Kosmos für das Sein?) trotzdem Raum erzeugt. Und ein Abfischen von Photonen in der Nähe wirkt sich aus auf diesen Raum. Was eine Änderung der Flugbahn bewirkt.

(Wo Energie oder Masse ist, ist Raum und Schwerkraft. Schwerkraft sei eine Eigenschaft des Raumes oder der Raumzeit. Ein Gefälle in Richtung mehr Raum pro Kubikmeter [in diesem Bild wird der Kubikmeter plötzlich virtuell] und die Masse sucht sich den Ort, an dem mehr Raum ist. Andersrum betrachtet drückt das Nichts die Masse dorthin, wo Raum zur Verfügung steht.
Und wenn die Zeit dort langsamer vergeht, dann wird es rein statistisch weniger Anstrengungen geben können diesem Ort entfliehen zu können, wie dem Ort mit weniger Masse und Raum aber dafür mehr Zeit um alle möglichen Bewegungen in alle mögliche Richtungen auszuprobieren. Ein Ort, an dem die Zeit langsam vergeht muss wie eine Falle wirken für alles, was sich bewegt, denn erst mal dort angekommen braucht man ja eine Ewigkeit, um seine Entscheidung zu korrigieren und wieder wo anders hin zu gehen. Summa summarum hält sich dort immer mehr auf wo viel Masse ist und keine Zeit vergeht, als dort, wo sich wenig Masse schnell bewegt. Die Zeitdilatation wirkt wie eine Fußfessel für die Materie. Insofern brauche ich mir gar keinen gekrümmten Raum vorstellen. Es geht auch mit einer gedehnten Zeit. Und Statistik.
Während also ein Stück Energiemasse das Raumgefälle hinabgleitet Richtung Zentrum, schiebt von hinten die Zeit, da alles, was vorne ist weniger Möglichkeiten hat sich zu bewegen, als das hinten, das mehr Zeit hat für Zappelbewegungen in alle Richtungen. Unterm Strich erfolgen von hinten mehr Bewegungen nach vorne als umgekehrt, was eine Wanderbewegung Richtung Zentrum zur Folge hat.
Die Wahrscheinlichkeit an einem Ort mit nicht vergehender Zeit auf geordnete Strukturen zu treffen ist geringer, als an einem Ort mit vergehender Zeit. [Niemand kommt an der Thermodynamik vorbei]. Was auf Dauer die Zunahme der Entropie erzwingen würde.
Wenn im Nichts die Zeit unendlich schnell vergehen würde und im Zentrum der Ansammlung von allem die Zeit stehen bliebe und dazwischen, wo von allem ein bisschen ist und wo wir uns befinden eben ein bisschen Zeit verginge, dann wären wir Zeugen, wie Alles aus dem Nichts gezeugt ins Alles strebt, um dort nicht mehr zu sein. Weil die Zeit nicht mehr ist.
Ich glaub ich muss meine Tropfen nehmen.)
Wahrscheinlich ist das schon seit 1635 bekannt und kalter Kaffee. Oder es ist nicht bekannt, weil einfach nur ein Hirngespinst.
Wie es auch sei, wir werden es vielleicht erfahren in den kommenden Folgen von AzS.
Und wenn hier nicht der Ort ist um einen Drachen steigen zu lassen, dann lasst es mich schonend wissen.

Dank an alle Mitdenkenden für die nützlichen Hinweise.
Wir lesen uns

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Doppelspalt ohne Spalt aber mit zwei Lichtquellen 05 Feb 2019 00:26 #48340

Hallo Lutz, du schriebst:
"Knifflig wird die klassische Vorstellung hier: Es entsteht auch ein Interferenzmuster wenn immer jeweils nur 1 Photon (zeitlich) durch den Doppelspalt geht...1 Photon also quasi durch beiden Spalten fliegt und mit sich selber interferiert "

Aber ist es nicht so, dass die Auswertung am Schirm sich trotzdem, auch bei Einzeldurchgängen (das aber sehr oft), auf ein Ensemble von Teilchen bezieht? Wäre nicht ein echter Beweis f.d. Selbstinterferenz, wenn wirklich nur ein einziges Teilchen ausgewertet würde. Gibt es so hochauflösende Detektoren?

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Doppelspalt ohne Spalt aber mit zwei Lichtquellen 05 Feb 2019 06:56 #48346

aero schrieb: Bin grad erst aufgesprungen und überblicke nicht, was schon alles abgehandelt wurde.
Mir ist unklar:
Was macht der Steg beim Doppelspaltversuch?
Interferieren zwei Photonenströme, die parallel nebeneinander herfliegen, wenn sie auf Stegesbreite aneinander angenähert werden auch? Also ohne Brett mit zwei Schlitzen in der Versuchsanlage? Einfach nur zwei Lichtquellen und ein Schirm.

(Ist die Vorstellung überhaupt richtig, dass die Stegbreite, also der Spaltabstand in Abhängigkeit von der Wellenlänge gewählt werden müssen um Interferenz zu beobachten?)


Sie haben vollständig Recht, es ist das Gleiche, denn wie mein Bild zeigt, eistehen hinter dem Doppelspalt zwei neue Quellen.
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Doppelspalt ohne Spalt aber mit zwei Lichtquellen 05 Feb 2019 11:45 #48356

  • aero
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2 Sachen ganz kurz:

- Danke für die einleuchtende Zeichnung, Herr Grosch.

- Es tröstet mich, dass es auch Andere gibt, die mit dem Bild der Interferenz- mit- sich-selber hadern.
Da ist uns wohl auch im Weg, was wir in der Schule gelernt haben, als wir 2 verschobene Sinuskurven addiert und subtrahiert hatten, um Interferenz zu erklären.
Durch die letzten Videos von Herrn Gaßner habe ich nun lernen müssen, dass es ein einziges Ding ist, das mit sich interferiert.
Ich versuche es mir so klar zu machen: Die Annahme, dass ein Quant keine Zeit benötigt um seinen Ort zu wechseln (Quantensprung) ermöglicht die
Schlussfolgerung, dass es es selbst sein kann, das sich subtrahiert oder addiert.

Auf dieser Ebene tritt aber in meinem Kopf eine deutliche Unschärfe auf.

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Doppelspalt ohne Spalt aber mit zwei Lichtquellen 05 Feb 2019 12:51 #48362

Es tröstet mich, dass es auch Andere gibt, die mit dem Bild der Interferenz- mit- sich-selber hadern.

Dieses „Bild“ ist ja auch kein Fakt (man kann es nicht beobachten), sondern lediglich eine Interpretation, die eng an die Kopenhagener Deutung geknüpft ist. Bei Bohm oder Everett III kommt das in der Form nicht vor.

Durch die letzten Videos von Herrn Gaßner habe ich nun lernen müssen, dass es ein einziges Ding ist, das mit sich interferiert.

...wobei auch er am Ende klargestellt hat, dass nicht das Teilchen mit sich selbst interferiert, sondern lediglich dessen Wahrscheinlichkeits-Eigenschaften.

Ich versuche es mir so klar zu machen: Die Annahme, dass ein Quant keine Zeit benötigt um seinen Ort zu wechseln (Quantensprung)

Ja, die Raum-Zeit-Unabhängigkeit (Nicht-Lokalität) bleibt das Grundprinzip in der Quantenwelt.
John Wheeler leitete daraus ab, dass prinzipiell das Universum sogar nur aus einem einzigen Elektron bestehen könnte und immer da an Raumzeit-Punkten auftaucht, wo es gerade „benötigt“ wird.

en.wikipedia.org/wiki/One-electron_universe

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Doppelspalt ohne Spalt aber mit zwei Lichtquellen 05 Feb 2019 13:19 #48364

aero schrieb: - Danke für die einleuchtende Zeichnung, Herr Grosch.

Wenn sich einleuchtend aus einfältig ableitet (damit meine ich nicht Dich;-)) ... dann ja.

Jedes (der beiden) Photonen interessiert sich nur für seine eigenen Wahrscheinlichkeitsamplituden, die des anderen sind ihm wurscht, am Schirm wäre also keine Interferenz zu beobachten.
Es gibt da zwar so etwas wie die Interferenz zweier Photonen ( de.wikipedia.org/wiki/Hong-Ou-Mandel-Effekt ), was aber ganz prinzipiell eine andere Baustelle ist.

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Doppelspalt ohne Spalt aber mit zwei Lichtquellen 05 Feb 2019 13:35 #48367

Verena Meier schrieb:

aero schrieb: - Danke für die einleuchtende Zeichnung, Herr Grosch.

Wenn sich einleuchtend aus einfältig ableitet (damit meine ich nicht Dich;-)) ... dann ja.

Jedes (der beiden) Photonen interessiert sich nur für seine eigenen Wahrscheinlichkeitsamplituden, die des anderen sind ihm wurscht, am Schirm wäre also keine Interferenz zu beobachten.
Es gibt da zwar so etwas wie die Interferenz zweier Photonen ( de.wikipedia.org/wiki/Hong-Ou-Mandel-Effekt ), was aber ganz prinzipiell eine andere Baustelle ist.


In der Natur gibt es nur eine Baustelle, ein Teilchen mit Gravitation das auf weite gleichartige wirkt Und das daraus entstehen Vielkörpersystem, das man durch Regression von Messdaten in speziellen Ansätzen zu umgehen versucht.

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Doppelspalt ohne Spalt aber mit zwei Lichtquellen 05 Feb 2019 13:48 #48368

Verena Meier schrieb: Jedes (der beiden) Photonen interessiert sich nur für seine eigenen Wahrscheinlichkeitsamplituden, die des anderen sind ihm wurscht, am Schirm wäre also keine Interferenz zu beobachten.

Was gefällt Dir an Groschs Zeichnung nicht? Das ist doch ganz normal eine Konstruktion nach Huygens. Er zeichnet ja sowieso nur ein Photon. Aber auch zwei Photonen könnten problemlos miteinander interferieren.....denke ich. Bei Wasserwellen müssen doch beide Teilwellen auch nicht unbedingt eine gemeinsame Welle als Ursache haben (Mole mit Lücken), man benützt lieber einfach zwei Steine bzw Taktgeber zur Demonstration. Der Witz am Ganzen ist natürlich, dass es auch mit einer einzigen Quelle und sogar mit einem einzigen unteilbaren Photon funktioniert.

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Doppelspalt ohne Spalt aber mit zwei Lichtquellen 05 Feb 2019 14:22 #48374

ra-raisch schrieb:

Verena Meier schrieb: Jedes (der beiden) Photonen interessiert sich nur für seine eigenen Wahrscheinlichkeitsamplituden, die des anderen sind ihm wurscht, am Schirm wäre also keine Interferenz zu beobachten.

Was gefällt Dir an Groschs Zeichnung nicht? Das ist doch ganz normal eine Konstruktion nach Huygens. Er zeichnet ja sowieso nur ein Photon. Aber auch zwei Photonen könnten problemlos miteinander interferieren.....denke ich. Bei Wasserwellen müssen doch beide Teilwellen auch nicht unbedingt eine gemeinsame Welle als Ursache haben (Mole mit Lücken), man benützt lieber einfach zwei Steine bzw Taktgeber zur Demonstration. Der Witz am Ganzen ist natürlich, dass es auch mit einer einzigen Quelle und sogar mit einem einzigen unteilbaren Photon funktioniert.

Na, die Zeichnung (nebst Kommentar) soll ja wohl zeigen, dass es dasselbe in Grün sei (Doppelspalt oder zwei Photonenquellen in entsprechendem Abstand).

Und das mit den Wasserwellen und dem Hygenschen Prinzip ... schon, schon. Aber der quantenmechanische 'Witz' ist (nach meinem Verständnis), dass es nicht sogar sondern vielmehr nur (und nur deshalb sozusagen in Summe auch) mit einem einzelnen Photon 'funktioniert'.

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Doppelspalt ohne Spalt aber mit zwei Lichtquellen 05 Feb 2019 14:53 #48379

Verena Meier schrieb: dass es nicht sogar sondern vielmehr nur (und nur deshalb sozusagen in Summe auch) mit einem einzelnen Photon 'funktioniert'.

Das wäre mir neu.

Interferenz beschreibt die Änderung der Amplitude bei der Überlagerung von zwei oder mehr Wellen nach dem Superpositionsprinzip – also die vorzeichenrichtige Addition ihrer Auslenkungen während ihrer Durchdringung. Interferenz tritt bei allen Arten von Wellen auf, also bei Schall-, Licht-, Materiewellen usw. Wikipedia

Aber mag schon sein, dass in der Praxis ein Versuch nur mit einer einzigen geteilten Quelle gut darstellbar ist. Kohärenz zweier Quellen ist wohl nicht so einfach.

EDIT 06.02.2019:
wiki: Da es insbesondere in der Lasertechnik möglich ist, von einzelnen Photonen zahlreiche Kopien mit zusammenhängender Entstehungsgeschichte anzulegen, so hat die Kohärenz insbesondere auch eine große Bedeutung in deren Anwendungsgebieten, wie der Erstellung von Hologrammen, der Quantenkryptographie oder der Signalverarbeitung.
...
Laserlicht dagegen gilt als das am besten erzeugbare monochromatische Licht überhaupt und hat die größte Kohärenzlänge (bis zu mehreren Kilometern).
...
Da ein Laser in der Regel über seine gesamte Austrittsapertur hinweg dieselbe Phase aufweist, besitzt das emittierte Laserlicht zudem eine sehr hohe räumliche Kohärenz.

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Doppelspalt ohne Spalt aber mit zwei Lichtquellen 06 Feb 2019 13:10 #48413

@ra-raisch

Ja sicher braucht man Kohärenz, d.h. aber lediglich und nichts anderes als ein Vielzahl gleicher Ein-Teilchen-Zustände (die der einzelnen Photonen - ob aus der Einzelphotonenquelle oder dem Laser), um mit einer Vielzahl von Messungen überhaupt eine (eben statistische) Auswertung vornehmen zu können.

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Doppelspalt ohne Spalt aber mit zwei Lichtquellen 06 Feb 2019 13:31 #48415

Verena Meier schrieb: @ra-raisch

Ja sicher braucht man Kohärenz, d.h. aber lediglich und nichts anderes als ein Vielzahl gleicher Ein-Teilchen-Zustände (die der einzelnen Photonen - ob aus der Einzelphotonenquelle oder dem Laser), um mit einer Vielzahl von Messungen überhaupt eine (eben statistische) Auswertung vornehmen zu können.


Da gibt es nach meinem Bild nichts mehr zu diskutieren, denn das gilt unabhängig für Teilchen, den, auch bewegte Teilchen sind geladen und Photonen ( Feldstärke- Hoch oder Tief).

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Doppelspalt ohne Spalt aber mit zwei Lichtquellen 06 Feb 2019 13:42 #48417

Verena Meier schrieb: nichts anderes als ein Vielzahl gleicher Ein-Teilchen-Zustände (die der einzelnen Photonen - ob aus der Einzelphotonenquelle oder dem Laser),

Nein das ist ein Unterschied. Wenn nur jedes einzelne Photon mit sich selbst interferieren könnte, wäre die Kohärenzzeit in allen Fällen gleich.

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Doppelspalt ohne Spalt aber mit zwei Lichtquellen 06 Feb 2019 13:45 #48418

Dieter Grosch schrieb: Da gibt es nach meinem Bild nichts mehr zu diskutieren,

da hst Du Recht, denn das ist Unsinn:

Dieter Grosch schrieb: auch bewegte Teilchen sind geladen und Photonen ( Feldstärke- Hoch oder Tief).

Photonen sind nicht einmal polarisierbar, wie etwa Neutronen, sondern nur ihre Schwingungsebene.

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Doppelspalt ohne Spalt aber mit zwei Lichtquellen 06 Feb 2019 16:11 #48421

ra-raisch schrieb:

Dieter Grosch schrieb: Da gibt es nach meinem Bild nichts mehr zu diskutieren,

da hst Du Recht, denn das ist Unsinn:

Dieter Grosch schrieb: auch bewegte Teilchen sind geladen und Photonen ( Feldstärke- Hoch oder Tief).

Photonen sind nicht einmal polarisierbar, wie etwa Neutronen, sondern nur ihre Schwingungsebene.


Alles ihre Behauptungen! Beweisen Sie es! Wo sind die? Ich lege immer Beweise vor!

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Doppelspalt ohne Spalt aber mit zwei Lichtquellen 06 Feb 2019 16:23 #48423

ra-raisch schrieb:

Verena Meier schrieb: nichts anderes als ein Vielzahl gleicher Ein-Teilchen-Zustände (die der einzelnen Photonen - ob aus der Einzelphotonenquelle oder dem Laser),

Nein das ist ein Unterschied. Wenn nur jedes einzelne Photon mit sich selbst interferieren könnte, wäre die Kohärenzzeit in allen Fällen gleich.

Verstehe ich jetzt nicht so ganz.

Jedenfalls kannst Du, wenn Du so willst, auch der Einphotonenquelle eine 'Kohärenzlänge' zuordnen. Denn jedes einzelne Photon hat eine Impulsunschärfe und mit zunehmender Entfernung wird eine (ohne Doppelspalt o.ä.) punktförmige Abbildung auf einem Schirm (statistisch natürlich) immer mehr zu einem Scheibchen. Ab einer bestimmten Entferung (sozusagen der 'Kohärenzlänge'), wenn der Durchmesser dieses Scheibchens im Vergleich zur Wellenlänge nicht mehr zu vernachlässigen ist, bist Du dann eben zu weit weg, um mit z.B. Deinem Doppelspalt noch Interferenzen nachweisen zu können.

Und überhaupt: Photonen wechselwirken nicht miteinander (von einer Suche nach dem entsprechenden Austauschteilchen habe ich jedenfalls noch nie etwas gehört). ;-)

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