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Physical Review Letters: American Physical Society, weekly, all of physics Physical Review A

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Präsentation zum Thema: "Physical Review Letters: American Physical Society, weekly, all of physics Physical Review A"—  Präsentation transkript:

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2 Physical Review Letters: American Physical Society, weekly, all of physics Physical Review A

3 Journal of Physics B Institut of Physics (englisch)

4 1. Atome als Quantenmechanische Teilchen 1.1. Wiederholung: Welle Teilchen Dualismus Doppelspalt

5 Feynman Lectures: "We choose to examine a phenomenon which is impossible, absolutely impossible, to explain in any classical way, and which has in it the heart of quantum mechanics. In reality, it contains the only mystery."

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7 Helligkeitschwankungen Einzelphotonen- detektor Reduziere Intensität auf einzelne Photonen/sec

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10 Verbindung Teilchen-Welle: Ebene Welle: Elektrische Feldstärke cos( /2 t) Intensität E 2 Photonen: Photonendichte = Intensität/ (c h ) Wahrscheinlichkeit für ein Photon zu finden Quadrat der Amplitude

11 Welle: Superposition zweier kohärenter Kugelwellen Teilchen: Jedes Photon auf dem Schirm hat einen Ort/Zeit (Klick im Detektor) Lösung: Statistische Interpretation der Quantenmechanik: Quadrat der Wellenfunktion gibt die Wahrscheinlichkeit

12 Professor in Frankfurt

13 Again an idea of Einsteins gave me the lead. He had tried to make the duality of particles - light quanta or photons - and waves comprehensible by interpreting the square of the optical wave amplitudes as probability density for the occurrence of photons. This concept could at once be carried over to the -function: 2 ought to represent the probability density for electrons (or other particles). Max Born, Nobel Lecture

14 Deutung des Doppelspaltes I: Wo ist das Teilchen? Wellenfunktion Kugelwellen

15 Darstellung einer Ebenen Welle im Ort (x) = e ikx =i sin(x) + cos(x) Realteil Imaginärteil -> | (x)| 2 = const. = 1 Graphik aus: Bern Thaller Visual Quantum Mechanics Alternative Darstellung: Farbkodierung der komplexen Zahlen | (x)| 2 = const. = 1

16 Visual Quantum Mechanics Bernd Thaller Springer, New York 2000 Web Page:

17 Aufbau eines Wellenpaketes (x) = e ikx d.h. die Phasengeschwindigkeit ist Energieabhängig -> Dispersion Realteil Real und Imaginaer

18 Gauss Wellenpaket Ruhendes TeilchenBewegung

19 Doppelspalt: Gausssche Wellenpaket Gaussverteilung im Ort Impuls Impuls p x Ort x x p x ħ Höhe: Wahrscheinlichkeit ein Teilchen dort zu finden ORT: dargestellt Impuls: nicht zu sehen

20 Doppelspalt: Impuls p x Ort x x p x ħ ORT: dargestellt Impuls: in der Wellenlänge Amplitude:Farbsättigung

21 Deutung des Doppelspaltes I: Wo ist das Teilchen? Anfang: Teilchen lokalisiert Ende: Delokalisiert Keine Antwort auf Which Way

22 Intensität E 2 Wahrscheinlichkeitsverteilung der Photonen Fragen: Wenn nur 1 Teilchen unterwegs ist, was interferiert da? Zurückverfolgen der Photonen: durch welchen Schlitz? Wie kommen die Photonen in den Schatten? Impulserhaltung: wo kommt der Tranversalimpuls her? Deutung des Doppelspaltes II:

23 Wenn man ein Photon in der Mitte registriert Wo kam der Impuls her? Kann man dann den Impuls des Spaltes messen um den Weg des Photons zu erschließens? Lange Debatte zwischen Bohr und Einstein

24 Bahnen von Teilchen sind eine klassiche Vorstellung Klassisch: Impuls und Ort jederzeit genau bestimmt QM: Heisenbergsche Unschärferelation x p x ħ


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