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Welle oder Teilchen? Was genau ist Licht
Das Wichtigste aus dem Video
Tipp auf eine Zeit – das Video springt genau dorthin.
Transkriptautomatisch erstellt · 95 Zeilen
- eines der bizarrsten aspekte der quantenphysik ist dass sich die fundamentalen einheiten des universums die wir als die kanten der realität
- kennen sowohl wie eine welle als auch wie ein teilchen verhalten was wir beobachten scheint davon abzuhängen welche beobachtungen machen was gelinde
- gesagt frustrierend ist gibt es eine möglichkeit um direkt zu sagen was die natur eines quanten ist ob es im kern wellenartig oder teilchen artig ist john
- wheeler bei einer der genialsten köpfe der physik im zwanzigsten jahrhundert er hat für enorme fortschritte in der quantenfeldtheorie der allgemeinen
- relativitätstheorie den schwarzen löchern und sogar ein quantencomputer bereich gesorgt die idee eines doppelspiels experiments
- geht allerdings auf christen heidens zurück einen prominenten wissenschaftlern siebzehnten jahrhundert der in vielerlei hinsicht ein
- hervorragender rivale von isaac newton war juden bestand darauf dass licht ein partikel artiger stahl war in seinen worten einen korpus köln der auf
- phänomene wie die berechnung von licht durch einen kristall hin ließ eigens erkannte jedoch dass es eigenschaften des lichts gab die mit einer welle die
- interferenz und biegung des lichts viel besser erklärt werden könnte wenn wir beispielsweise ein objekt ein stabiles stilles wasser becken verlassen sehen
- wir wie es erzeugt die nach außen wandern wenn wir eine barriere einrichten um die wellen zu blockieren aber einen einzelnen den schlitz in die
- barriere einfügen wandeln die wellen durch diesen schlitz und erzeugen das gleiche wellenmuster wenn wir zwei solcher schlitze nah beieinander
- platzieren überlappen sich diese wellenmuster wobei sich die wellen an einigen stellen so nieren unter anderen stellen aufheben
- wir kennen diese phänomene jetzt als konstruktiver und destruktive indifferenz heilens zeigte dass dies bei wasserwellen der fall war und er
- vermutete stark dass dies auch bei nicht allen der fall sein würde dies überaus wichtige experimente wurde schließlich etwa 100 jahre später von sammers young
- durchgeführte er schaffte licht zu erzeugen das monochrome tisch genug war um die idee tatsächlich auf die probe zu stellen wenn wir einfach licht durch ein
- typisch anschein kommt es in allen verschiedenen wellenlängen vor so dass wir keine konstruktiven oder des aktiven differenzen erkennen können alle
- verschiedenen wellenlängen überlappen sich um erzeugen ein kontinuierliches weißes licht plant bei mono kroatischem nicht allerdings trat jedoch nicht nur
- dass ein differenz musste auf sondern es war auch auf leicht berechenbare weise direkt mit der wellenlänge des gewählten lichts verbunden
- dieses experiment ist modernen lesern die nicht nur mono chromatisch ist sondern auch kohärentes licht liefern viel einfacher durchzuführen
- im laufe der zeit wurde das doppel spalt experiment verfeinert es wurde gezeigt dass ist für verschiedene farben und wellenlängen funktioniert es
- funktioniert sowohl im vakuum als auch in einem medium es funktioniert für alle quantenteilchen einschließlich atomen und elektronen nicht nur für photonen
- und es funktioniert auch wenn wir die photon einzeln durchschießen okay dann haben wir unser ergebnis nicht ist also eine wette nicht so schnell
- es gibt eine weitere modifikation die wir am doppelspieltag experiment vornehmen können wir können versuchen zum messen welchen
- spalt gespielt nummer eins oder spalt nummer zwei die photonen durchlaufen wir vorher sie einzeln ab und messen das ist erste photon durchspielt nummer zwei
- geht wir vorhin eines zweiten ab und messen dass er durch schlitze nummer eins gegangen ist und tun dies wie zuvor für tausende und abertausende von
- photonen damit wir ein finales musste auf dem bildschirm gegenüber bekommen diesmal erhalten wir im gegensatz zu früher keine differenz muster mehr
- anstatt region zu haben in denen sich viele photonen ansammeln die und region ohne photon durchsetzt sind erhalten wir nur zwei klumpen ein klumpen um die
- photonen direkte spalt 1 gingen und einen anderen in denen sie direkt durch spalt 2 gegen es ist fast so als ob das photon weiß ob es beobachtet wurde sich
- wie eine welle verhält wenn wir es nicht tun und wie ein teilchen wenn wir es tun hier kamen die idee von release experiment mit verzögerter auswahl an
- spielen wenn sich das photon anders verhält abhängig davon ob wir messen durch welchen spalt es geht sollte es eine
- möglichkeit geben herauszufinden was das photon selbst tut spürt es irgendwie den detektor passt es ein verhalten an je nachdem wie das experiment aufgebautes
- geht es schnell von einem unbestimmten zustand in einen bestimmten über oder bleibt es unbestimmt bis wir es tatsächlich messen
- ja das waren die fragen über die jubilar vor etwa 40 jahren nachdachte mit dem ziel ein experiment oder mehrere experimente zu entwerfen
- dass das photon unter verschiedenen bedingungen abfragt der schlüssel sollte darin bestehen das photon einem setup zu unterziehen
- das ist entscheiden lässt ich würde mich entweder wie eine welle oder ein teilchen verhalten und dann bevor das photonen den detektor erreicht eine
- weitere änderung erstellen die versuchen würde das photon zu zwingen sich umgekehrt zu verhalten das ziel war es das photon in einem
- paradoxon einzufangen sich wie eine welle zu verhalten wenn es sich wehren teilchen verhalten sollte und umgekehrt die motivation für dieses experiment mag
- nicht offensichtlich sein aber wir müssen bedenken dass es viele verschiedene interpretationen für die quantenphysik gibt die alle zu den daten
- zu der zeit passen gibt es eine echte quanten wellenfunktion und kollabiert sie wenn sie gemessen wird gibt es unendlich viele mögliche ergebnisse
- einsammeln und lässt uns das messen nun wissen welchen weg das universum eingeschlagen hat gibt es da draußen unendlich viele parallelen universen in
- denen jedes ergebnis eintritt und nehmen wir einen solchen weg ein gerade fragen über fragen und wir wissen es immer noch nicht was
- wir jedoch motiviert war der begriff versteckte variablen vielleicht so die idee ist das universum sogar auf quantenebene wirklich deterministisch
- vielleicht gibt es zusätzlich zu den eigenschaften die wir beobachten können eigenschaften die jedes quantenteilchen hat die für uns nicht beobachtbar sind
- die aber vorab bestimmen wie das ergebnis eines experiments aussehen wird wenn es uns nur gelingen würde die natur auf die richtige weise zu befragen
- könnten vielleicht sogar herausfinden was diese versteckten variablen sein könnten vor diesem hintergrund entwickelte
- wieder diese tests um genau zu verstehen wann diese photonen den übergang von wellenartig zu partikel artig und umgekehrt vollzogen haben was wir messen
- hängt natürlich davon ab welche frage wie stellen und wie diese stellen wenn wir wissen möchten wo sich dieses energie quantum befindet ist dies eine
- positionsmeldung eine inhärent partikel ähnliche eigenschaft alternativ kein werbe auch fragen was ist die frequenz oder die amplitude dieses quanten und
- das sind von natur aus wellenartige eigenschaften was wir jedoch nicht tun können ist eine partikelartige und eine wellenartige eigenschaft gleichzeitig zu
- müssen darüber hinaus ist die einzige messe um die wir jemals für ein photon durchführen können
- für das foto von natur aus das trug tief dass detektieren eines photons erfordert eine wechselwirkung mit anderen quanten wie einem elektronen dass dann ein
- signal erzeugt das in einer art detektor aufgezeichnet werden können wir können für ein einzelnes photon ein beliebiges experiment durchführen und
- dieses experiment so oft wiederholen wie wir es möchten die einzigen informationen die wir aufzeichnen können ist die
- wechselwirkung eines photons mit einem detektor einem bildschirm einem elektronen detektor und so weiter obwohl wähler tatsächlich viele experimente
- vorgeschlagen hat um dies zu testen eines der besten einen in der vermieter das in zwei konfigurationen angeordnet werden kann
- offen und geschlossen ein interferometer seine zwei licht wege in verschiedenen richtungen kombiniert sie am ende wodurch ein interferenzmuster erzeugt
- wird das von der von den photonen durchquerten wellenlänge abhängt wir können dies auch mit einem einzelnen photon tun indem wir es zunächst durch
- einen strahlend leiter leiten so dass 50 prozent des lichts den blauen pfad folgen während die anderen 50 den routen fahrt folgen
- das licht mit dann von den spiegel reflektiert wobei entweder wir wählen die offene konfiguration unser kennen einfach entweder ein foto mit roten oder
- blauen fahrt wobei es beim auftreffen auf die detektoren wie ein teilchen wirkt oder wir wählen die geschlossene konfiguration bei der ein zweiter
- stahlteile das licht re kombiniert und dort wie eine welle auf dem bildschirm wirkt im offenen beispiel das foto den einen oder anderen weg und erscheint nur
- in ein gedeckter in geschlossenen beispiel muss das photon beide wege einschlagen und sich selbst zu zerstören will er erkannte dass wir wenn wir dass
- photonen durch den ersten strahl weitergeleitet haben in zwei teile austauschen können in denen wir ihnen nach belieben öffnen oder schließen um
- zu versuchen das photon zu fangen in einem dasein als teilchen oder welle unabhängig davon wie wir dieses experiment durchführen erhalten wir
- immer die gleichen ergebnisse wenn das photon an der stelle ankommt an der sich der zweite später befinden soll das später dort geschlossen ist erhalten
- wir immer das werden musste wenn der zweite später nicht vorhanden ist also offen kommt immer ein partikel in den einen oder anderen detektor mit anderen
- worten selbst wenn das foto ursprünglich dazu bestimmte bei den blauen frack durchzulaufen der in einem bestimmten detektor auf dauert gibt das einfügen
- des zweiten strahl teil ersetzt im letzten moment emma das wellenmuster zurück mit anderen worten verzögern wir unsere wahl wie wir unser quantensystem
- messen bis zum allerletzten moment unabhängig davon wie lange sich ist sei es ein photonen ein elektron ein atom oder
- etwas anderes auf seiner reise bewegt hat hat keinen einfluss auf das experimentelle ergebnis obwohl einstellen definitiv wollte dass wir
- eine vollständig nachvollziehbare realität haben der alles was geschah unseren vorstellung von ursache und wirkung ohne gegen qualität entsprach
- erwies sich sein großer rivale bohr in diesem punkt als richtig in bars eigenen worten es kann hinsichtlich der beobachtbaren
- auswirkungen die durch eine bestimmte versuchs ordnung erzielt werden können keinen unterschied machen auf unsere pläne für den bau oder die handhabung
- der instrumente im voraus festgelegt sind oder ob wir es vorziehen den abschluss unserer planung auf einen späteren zeitpunkt zu verschieben und
- dem moment in dem das teilchen bereits auf dem weg von einem instrument zum anderen ist in jüngster zeit haben astronomen daten von gravitationslinsen
- verwendet bei denen mehrere bilder desselben objektes nach einer reise von vielen millionen oder sogar milliarden jahren durch das universum eintreffen
- und dasselbe zu demonstrieren die ankommenden photonen wirken als teilchen können sie in unserem detektor nicht re kombinieren und als wellenlänge dies tun
- obwohl einige von ihnen ihre quelle verlassen haben als die komplexeste lebensformen auf der erde noch ein einzelnes organismus war können wir denn
- noch im letzten moment einen detektor typ gegen einen anderen austauschen was bedeutet dass das photon immer eine welle war oder immer ein teilchen und
- das ergebnis zu erzielen das wir sehen können was wir im laufe der jahre aus diesen und vielen anderen experimenten gelernt haben ist dass sich alle quanten
- von natur aus so verhalten als wären sie gleichzeitig wellen und teilchen so weit wir das beurteilen können gibt es keine wirkliche objektive deterministische
- realität die unabhängig von beobachtern oder in der aktion existiert in diesem universum muss man wirklich beobachten und herauszufinden was man bekommt und
- ich hoffe die folge hat euch gefallen ich weiß wir haben schon mal so eine ähnliche folge gemacht wo ich das doppelt spalt experiment angebrochen
- habe oder zumindest besprochen habe aber ich wollte noch mal ein bisschen und mehr ins detail gehen und vielleicht auf die frage eingehen lichtwelle oder
- teichen und naja ihr habt die antwort bekommen wir haben nämlich absolut keine ahnung ich glaube die entscheidung liegt im endeffekt bei dir was möchtest du
- ändern möchte so dass das licht ein teilchen oder eine welle ist es hier unten in die kommentare das hätte mich jetzt nicht ein bisschen interessieren
- und ich hätte noch eine kleine angenommen zu machen ihr wisst ja alle dass ich ab und zu einmal im monat für euch wallpaper
- raushauen zumindest auf unserem disco jet und diese pk ausdehnen möchte ich ein bisschen mehr machen als jetzt momentan
- und zwar würde ich gerne meinen job machen oder ich hab es bereits getan ihr könnt euch nämlich die wallpaper wenn sie euch gefallen als leinwand
- metallschild oder sogar bierdeckeln kaufen ich verlinke euch den shop unten in der video beschreiben könne nicht ruhig und schauen ich habe nämlich sehr
- viele produkte bis jetzt aber noch keine t-shirts oder keine klamotten sondern einfach nur kleinigkeiten die ich sehr cool finde und die auch nicht allzu
- teuer also falls sie denn lust euch gefällt gerne mal anschauen wie gesagt links unten in der video beschreibung einfache angucken und bis dahin bedanke
- ich mich natürlich wie immer fürs zu sehen ich hoffe die folge hatte ich gesagt ich weiß nicht ob ich das bereits schon im winter aber dennoch noch einmal
- hervor die folge hat euch gefallen falls es denn so ist unter last mit den daumen nach oben und falls ihr seid abonniert und keine videos mehr zu verpassen die
- ihr so toll findet vielen dank ich hoffe ihr euch alle in der nächsten folge der einstieg zu sehen
Zum Nachlesen
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