Wesenszüge Quantenphysik
Quantenphysik
Klasse 13
- Was unterscheidet die Quantenwelt grundsätzlich von unserem Alltag?
- Was besagt die HEISENBERGsche Unbestimmtheitsrelation?
Zum Ausprobieren: Quantenmessung
Messen Sie dasselbe Quantenobjekt mehrfach und achten Sie darauf, wann das Ergebnis feststeht.
Simulation wird geladen…
Rund 3 MB – im Mobilfunknetz kann das einen Moment dauern.
Simulation von PhET Interactive Simulations, University of Colorado Boulder, lizenziert unter CC BY 4.0 (https://phet.colorado.edu)
Schlau Fassung
Wesenszüge der Quantenphysik
- Stochastik: Einzelereignisse sind nur mit Wahrscheinlichkeiten vorhersagbar; das Muster vieler Ereignisse ist exakt bestimmt.
- Interferenz einzelner Objekte: Ein Quantenobjekt „interferiert mit sich selbst“ – solange man nicht misst, welchen Weg es nimmt.
- Messung verändert: Wegmessung zerstört das Interferenzmuster (Komplementarität).
- Unbestimmtheit: Ort und Impuls sind nicht gleichzeitig beliebig genau festgelegt: \(\Delta x \cdot \Delta p \gtrsim \frac{h}{4\pi}\) – keine Messfehler-, sondern eine Naturgrenze.
Aufgaben
- Erkläre, warum die Unbestimmtheitsrelation im Alltag (z. B. beim Fußball) keine Rolle spielt.
Lösung
Wegen der winzigen Größe von \(h\): Für einen Ball mit \(m = 0{,}4\,\mathrm{kg}\) sind die Unbestimmtheiten unmessbar klein – erst bei Elektronen und Atomen werden sie wesentlich.