Bezieht sich die Wellennatur eines Teilchens auf die Wellenfunktion?

Nein, denn die Wellenfunktionen sind keine Wellen im Raum. Sie sind Wellen in enormen hochdimensionalen Möglichkeitsräumen. Wenn Sie zwei Teilchen haben, bewegt sich die Wellenfunktion in 6 Dimensionen (die zwei Positionen der zwei Teilchen ergeben einen sechsdimensionalen Möglichkeitsraum), wenn Sie drei Teilchen haben, ist die Wellenfunktion in 9 Dimensionen. Es ist also immer falsch, es als eine Welle im Raum zu betrachten, wie ein Feld.

Es gibt ein Feld, das der Schrödinger-Gleichung gehorcht, aber dieses klassische Feld ist eine klassische Welle, wie E und B, die viele kohärente Bosonen im selben Quantenzustand beschreibt, die sich alle zusammen bewegen, wie ein Suprafluid oder ein Bose-Einstein-Kondensat.

Der Schlüsselpunkt zum Verständnis der Welle/Teilchen-Dualität ist, dass wenn wir ein System (z. B. ein Elektron) als Welle beschreiben, wir damit meinen, dass es wie eine Welle interagiert . Ähnlich meinen wir, wenn wir es als Teilchen beschreiben, dass es wie ein Teilchen interagiert . Das Elektron selbst ist weder eine Welle noch ein Teilchen: Es ist, nun ja, ein Elektron.

Der andere Punkt ist, dass wir unser System mit verschiedenen mathematischen Ansätzen beschreiben können. Wenn Sie Wellenfunktion sagen , denken Sie vermutlich an die Lösungen der Schrödinger-Gleichung . Die Schrödinger-Gleichung ist im Grunde eine Wellengleichung und funktioniert daher sehr gut bei der Beschreibung wellenartiger Wechselwirkungen. Es kann verwendet werden, um partikelähnliche Wechselwirkungen zu beschreiben, aber das wird chaotisch, weil Sie Ihr Partikel als Überlagerung von unendlich vielen Wellen modellieren müssen.

Sie haben ganz recht, dass die Wellenfunktion die Wahrscheinlichkeit beschreibt, das Teilchen zu finden, aber die Wellenfunktion ist nicht einfach eine Welle wie eine Sinuswelle.

Die übliche Quantenmechanik basiert grob auf folgenden Prinzipien: 1. Für ein beliebiges gegebenes ("kleines") physikalisches System$S$es ist ein Satz zugeordnet$H_S$von physikalischen Zuständen. 2. Zu jedem Zeitpunkt$t$System$S$existiert in irgendeinem Zustand$a_t\in H_S$. Die zeitliche Entwicklung dieses Zustands wird durch eine Differentialgleichung erster Ordnung (zeitlich) bestimmt, die als Schrödinger-Gleichung bezeichnet wird. 3. Staat$a_t$enthält alle Informationen über das System, auf die man hoffen kann. Diese Informationen sind probabilistisch und hängen davon ab, welche "Beobachtbarkeit" Sie messen möchten. Insbesondere wenn Sie die Position messen möchten, sehen Sie ein Teilchen, wenn Sie den Impuls messen möchten, sehen Sie eine Welle. Worte können jedoch manchmal irreführend sein; Sie sollten also einen guten Text zu Rate ziehen, z. B. Cohen, Tannoudji Volume 1.

Bearbeiten: "Welle", wie dieser Begriff in QM verwendet wird, bedeutet nicht gewöhnliche physikalische Welle, sondern mathematische "Wahrscheinlichkeitswelle". Wenn wir also über die Wellennatur von Teilchen sprechen, beziehen wir uns auf die damit verbundene Ortsraum-Wahrscheinlichkeitswelle (oder Wellenfunktion). Da hast du Recht :-)

Bezieht sich die Wellennatur eines Teilchens auf die Wellenfunktion?

Nein, und das aus einem ganz einfachen Grund. Die Wellennatur eines Quantenteilchens bezieht sich auf den empirischen Beweis – Beobachtungen – dass Quantenteilchen , wie das Elektron und das Photon, klassische wellenartige Eigenschaften wie Interferenz und Beugung aufweisen .

Die Wellenfunktion eines Quantenteilchens ist Teil eines mathematischen Modells , das im nichtrelativistischen Grenzfall sowohl die wellenartigen als auch die teilchenartigen Beobachtungen genau vorhersagt. Das Betragsquadrat der Wellenfunktion wird als Wahrscheinlichkeitsdichte interpretiert .