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The Uncertainty Relation

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In der klassischen Mechanik kann
man - wenn man den Ort x und den Impuls p eines Teilchens zu einer Zeit t exakt kennt und alle Kräfte, die auf das Teilchen wirken - dessen Bahn brechen. Also Ort und Impuls für alle zukünftigen Zeiten t vorhersagen. Im Prinzip würde das bedeuten, dass man, wenn man Ort und Impuls von allen Teilchen im Universum zu einem Zeitpunkt exakt kennen würde, und diese Daten in einem Supercomputer, den sogenannten "Laplaceschen Dämon" einfüttert, dass dieser in der Lage wäre, Ort und Impuls für alle Teilchen des Universums für alle Zukunft vorherzusagen. Dieses Weltbild wurde allerdings grundlegend erschüttert. In
der Welt der Quanten herrschen
nämlich andere Gesetze. Betrachten wir Objekte von der Größenordnung eines Atoms, so spüren wir die Wellennatur der Materie. Ein Atom ist eine Überlagerung aus verschiedenen Zuständen, die alle nur mit einer gewissen Wahrscheinlichkeit eingenommen werden. Welcher Zustand tatsächlich eingenommen wird, entscheidet sich erst durch die Beobachtung der atomaren Wellenfunktion Psi. Wir brauchen also einen Beobachter. "Psst - hey, wir brauchen dich." Aha. Gut. Wir können also entweder erst den Impuls p und dann den Ort des Atoms beobachten oder umgekehrt. Aber wie sieht das nun aus in der Welt der Quanten? Nichts wie hinterher! Rechts ist die Wellenfunktion im Ortsraum und links im Impulsraum. Wenn
wir versuchen den Ort x exakt zu bestimmen, also die
Welle im Ortsraum einzuquetschen, dann zerfließt sie im Impulsraum und umgekehrt. Wir müssen also zwischen beiden einen Kompromiss finden. Und zwar dergestalt, dass das Produkt der Unsicherheiten delta x und delta p größer ist als
h quer. Das Planksche Wirkungsquantum. Tja, und so klein die
Formel ist - sie ist der Aufbruch in eine neue Ära in der Physik: Die Ära der Quantenmechanik.
Mechanik
Mini <Marke>
Impuls
Feldquant
Besprechung/Interview
Weltall
Teilchen
Impuls
Atom
Wellenfunktion
Interferenz <Physik>
Größenordnung
Gesetz <Physik>
Welle
Physiker
Plancksches Wirkungsquantum
Ära
Quantenmechanik
Computeranimation

Metadaten

Formale Metadaten

Titel The Uncertainty Relation
Alternativer Titel Die Unschärferelation
Autor Heusler, Stefan
Lizenz CC-Namensnennung - keine kommerzielle Nutzung - keine Bearbeitung 3.0 Deutschland:
Sie dürfen das Werk bzw. den Inhalt in unveränderter Form zu jedem legalen und nicht-kommerziellen Zweck nutzen, vervielfältigen, verbreiten und öffentlich zugänglich machen, sofern Sie den Namen des Autors/Rechteinhabers in der von ihm festgelegten Weise nennen.
DOI 10.3203/IWF/C-7054
IWF-Signatur C 7054
Herausgeber IWF (Göttingen)
Erscheinungsjahr 2004
Sprache Deutsch
Produzent Stefan Heusler, Arts of Science
Produktionsjahr 1999

Technische Metadaten

IWF-Filmdaten Video-Clip ; F, 4 min 11 sec

Inhaltliche Metadaten

Fachgebiet Physik
Abstract Die von Heisenberg formulierte Unschärferelation, das Grundprinzip der Quantenmechanik, wird in einer Animation mit Kreide auf der Wandtafel erläutert.
The uncertainty relation of Heisenberg, which is the basic principle of quantum mechanics, is explained in this animation (chalk on cupboard technique).
Schlagwörter Quantentheorie
Unschärferelation
uncertainty relation
quantum physics

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