Als ich über das Doppelspaltexperiment in der Quantenmechanik las, schien alles in Bezug auf die Wellen und das Interferenzmuster einen Sinn zu ergeben, aber wenn ich mehr über diese Beobachtung nachdachte, warf es mehr Fragen zu diesem Experiment auf.
Was bedeutet es im Grunde genommen für Menschen, ein Elektron zu beobachten, das von der Kanone abgefeuert wird, und es während des Flugs zu sehen? Unsere Augen nehmen elektromagnetische Strahlung wahr und Photonen treffen auf unsere Augen und die Sinne in unseren Augen erzeugen ein Bild.
Wie ich es verstanden habe, wenn wir draußen einen Baum sehen, trifft das Sonnenlicht / die Photonen von der Sonne auf den Baum und prallt zurück in unsere Augen (ist das richtig?). Bedeutet das, dass Sonnenlicht / Photon von einer Sonne auf das fliegende Elektron trifft und zurückprallt, um unsere Augen zu treffen? Wenn dem so ist, wie funktioniert das? Es wird viel verrückter, wenn Sie mehr darüber nachdenken. Ich habe dieses "Beobachten eines Elektrons während des Fluges" eigentlich als selbstverständlich angesehen, aber es scheint, als ob ein Photon ein Photon beobachtet oder ein Photon auf ein einzelnes Photon trifft und dann einen Winkel erzeugt, indem es zurückprallt und unsere Augen trifft? Wenn das Photon das Photon trifft, ändert das das fliegende Photon, das gerade durch den Doppelspalt geht, weil es dieses Photon trifft?
Kann mir jemand beschreiben, wie Sie diese Mechanik verstanden haben? Habe ich es richtig beschrieben oder falsch? Hier in der Quantenmechanik kommt die Zeit, in der „Beobachtung“ „die Wellenfunktion zum Kollaps bringt“, wenn die Menschen an den Kollaps der Wellenfunktion durch Beobachtung glauben.
Wenn Sie einen Laser hätten, würden Sie ihn nicht sehen, wenn er nicht auf Ihr Auge gerichtet wäre (autsch). Oder wenn Staub oder ähnliches in der Nähe ist, von dem es sich verstreuen kann.
Und Streuung ist der Schlüssel. Wenn Sie etwas sehen wollen, muss es entweder zu Ihrem Auge gelangen oder es muss etwas zu Ihrem Auge hin ablenken.
Wenn Sie einen Elektronenstrahl haben, können Sie versuchen, etwas davon zu streuen. Abhängig von der Wellenlänge des Objekts, das Sie vom Elektronenstrahl streuen, erfahren Sie möglicherweise, dass sich ein Elektronenstrahl in einer allgemeinen Umgebung befindet, wissen aber nicht genau, wo.
Wenn Sie wissen möchten, in welche Richtung ein Elektron geht, benötigen Sie eine kleinere Wellenlänge, um von ihnen abzuprallen.
Photonen können interagieren, aber für viele Situationen ist es ziemlich schwach im Vergleich zu Wechselwirkungen zwischen Ladungen und Photonen.
Kollaps passiert, wenn man die Dynamik getrennt hat, und es geht also immer darum, Dinge zu trennen oder zu trennen, wie sie Dinge beeinflusst haben. Etwas, das auf zwei Thibgs gleich reagiert, wird sie nicht trennen. Auch hier wird es für Sie schwierig sein, die geteilten Strahlen zu trennen, wenn Sie sie mit einer Streuung mit großer Wellenlänge interagieren, da sie sie nicht trennt.
Ein Zusammenbruch geschieht, wenn das Ding und das, womit Sie es beobachten, in Zustände geraten, die miteinander verschränkt sind. Oder es passiert danach, aber das muss zuerst passieren. Das beobachtende Ding muss also mehrere mögliche Zustände haben. Und das Beobachtete braucht mehrere mögliche Zustände. Und Sie brauchen den Endzustand, um bestimmte Zustände von A mit bestimmten Zuständen von B in Verbindung zu bringen. Wenn Sie also den Zustand von A kennen, erfahren Sie etwas über den Zustand von B. Im Fall des Lichts mit großer Wellenlänge ist der gestreute Lichtzustand zugeordnet mit beiden Zuständen des Elektrons, so dass Sie davon keinen Kollaps bekommen werden.
Photonen und Elektronen sind Elementarteilchen und ihr Verhalten wird durch quantenmechanische Gleichungen vorhergesagt. Die Quantenmechanik sagt Wahrscheinlichkeiten für das Auftreten einer Reaktion voraus. Photon-Photon-Wechselwirkungen haben sehr, sehr geringe Wahrscheinlichkeiten, dass sie stattfinden. Photonen passieren sich also für alle messbaren Zwecke bei niedrigen Energien (sicherlich bei Licht- und Unterfrequenzen).
Beobachtung bedeutet Wechselwirkung, und Photonen können mit höherer Wahrscheinlichkeit mit dem elektrischen Feld von Atomen wechselwirken. In Elementarteilchenexperimenten sieht man kein einzelnes Photon oder Elektron. Man sieht einen Punkt auf einem Bildschirm, an dem sie interagiert haben, wie diese Einzelelektronen- Doppelspalt-Dias. Dies ist ein interessantes Experiment zu diesem Thema, das zeigt, wie die Randbedingungen für das Problem die Ausgabeergebnisse beeinflussen, Störungen hin oder her.
Einzelne Photonen sind schwieriger zu experimentieren, aber es wurde getan, und wieder zeigen die Änderungen in den Randbedingungen des Experiments, um herauszufinden, in welche Richtung das Photon gegangen ist, die quantenmechanischen Wahrscheinlichkeiten bei der Arbeit.
Wie bei den meisten Fragen in diesem Forum finden Sie die Antwort direkt im gleichen Abschnitt des Buches, in dem Sie über das Problem gelesen haben. Warum gehst du nicht zurück und findest es?
Zuerst spricht man davon, dass ein Photon auf ein Elektron trifft, und dann wechselt man plötzlich zu einem Photon, das auf ein Photon trifft, ein ganz anderes Problem (Photonen interagieren nicht mit anderen Photonen, sondern nur mit geladenen Teilchen, da ein Photon das Quantum elektromagnetischer Energie ist , und e/m-Kräfte wirken nur zwischen geladenen Teilchen).
Jedes Buch über das Spaltexperiment erklärt, dass man, um ein Elektron zu sehen, ein Photon davon abprallen lassen muss, und dies lenkt das Elektron ab, so dass seine Bewegung nicht mehr durch das Interferenzmuster vorhergesagt wird. Da Sie jetzt wissen, welchen Spalt das Elektron genommen hat, gibt es keinen Alternativweg und somit auch kein Interferenzmuster. Sie erhalten den Querschnitt für einen einzelnen Schlitz.
