Quantenmechanik

Beschreibung / Inhalt
Das Dokument beschäftigt sich mit der Quantenmechanik und der Heisenberg’schen Unschärferelation. Die Quantenmechanik kann keine Einzelereignisse mathematisch beschreiben, sondern gibt lediglich Wahrscheinlichkeiten von Meßwerten an. Teilchen werden als Wellenpakete interpretiert. Die Heisenberg’sche Unschärferelation besagt, dass man nicht gleichzeitig die Position und den Impuls eines Wellenpaketes genau bestimmen kann. Dadurch können innerhalb gewisser Grenzen Erhaltungssätze der Physik außer Kraft gesetzt werden. Bei Prozessen, die schnell genug ablaufen, kann beispielsweise der Energieerhaltungssatz außer Kraft gesetzt werden, was zu Quantenfluktuationen führen kann. Energiebilanzen werden nach einer gewissen Zeit wiederhergestellt, was in der makroskopischen Welt nicht auffällt.

Ein weiteres Thema des Dokuments ist Schrödingers Katze. Hierbei handelt es sich um ein Gedankenexperiment, bei dem die Halbwertszeit von radioaktivem Material betrachtet wird. Die Halbwertszeit kann jedoch bei einzelnen Atomen versagen, da das System sich in allen Zuständen gleichzeitig befindet (Superposition – Überlagerung der Zustände). Erst durch eine Messung wird das System in einen bestimmten Zustand gezwungen und die Wechselwirkung mit der Umwelt zerstört die Superposition.
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Auszug aus Referat
Quantenmechanik liefert kein mathematisches Modell zur Beschreibung von Einzelereignissen, sondern bringt nur Aussagen über die Wahrscheinlichkeit von Meßwerten Teilchen werden als Wellenpaket mit festgelegter Länge, Position und Geschwindigkeit interpretiert Beispiel: nach M. Born handelt es bei Elektronenwolken um Wahrscheinlichkeitswellen, die an jedem Punkt die Wahrscheinlichkeit für die Anwesenheit des Elektrons angeben Heisenberg sche Unschärferelation am Beispiel des Wellenpaketes Erzeugung eines in seiner Länge begrenzten Wellenpaketes durch überlagerung von Wellen mit verschiedenen, aber nahe beieinander liegenden Wellenlängen Paket mit nur einer Wellenlänge wäre unendlich lang; Wahrscheinlichkeit für Position (Ort) des Teilchens überall gleich groß bei kurzen Wellenpaketen ist Lage des Teilchens relativ gut definiert Nachteil: man muß viel Wellen verschiedener Wellenlängen zur überlagerung bringen; nach de Broglie also auch verschiedene Impulse man kann also nicht gleichzeitig Position und Impuls des Wellenpaketes genau bestimmen; je genauer die eine Größe gemessen wird, desto ungenauer ist die andere bestimmbar derselben Beziehung gehorchen Drehung & Drehimpuls sowie Energie und Zeit um die Energie eines mikrophysikalischen Systems zu messen braucht man mindestens die Zeit t: Folgen: Erhaltungssätze der Physik können innerhalb der Grenzen der Unschärferelation außer Kraft gesetzt werden Bei Prozessen, die genügend schnell vorgehen kann der Energieerhaltungssatz ...
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