Youngs Experiment oder warum das Licht nicht als Teilchen beschrieben werden kann [geschlossen]

Wer hat nicht vom Doppelspaltexperiment gehört ? Es kommt in jedem Buch der Quantenphysik vor. Aber es gibt etwas, das mir niemand erklären kann: Ich verstehe, warum das Licht nicht nur als Welle beschrieben werden kann, aber ich verstehe nicht, warum es nicht nur in Begriffen eines Teilchens erklärt werden kann, das eine bestimmte Flugbahn hat und anderen Gesetzen der Physik folgt wir wissen es vielleicht nicht. Normalerweise geht jedes Buch, in dem ich versucht habe, nach einer Antwort zu suchen, davon aus, dass es kein Teilchen, also kein materieller Punkt ist, wenn es nicht als klassische Bahn beschrieben werden kann (was in diesem Experiment eindeutig der Fall ist). Könnte es nicht ein Teilchen sein, das neuen Gesetzen folgt?

Tut mir leid, aber solche Fragen funktionieren auf dieser Seite irgendwie nicht - sie zerfallen in einem nutzlosen Zufallsargument.
@mbq, hast du hier Kommentare gelöscht? Ich habe heute zwei andere in anderen Threads übersehen, war mir aber nicht ganz sicher.

Antworten (3)

Ich weise darauf hin, dass Feynman in seiner Douglass Robb Memorial Lecture von 1979, Teil I (eigentlich "Photons - Corpuscles of Light") über QED, Video frei verfügbar unter http://vega.org.uk/video/programme/45 , stellte genau diese Frage. Er antwortete definitiv, dass Newton Recht habe und dass Licht tatsächlich ein Teilchen sei, das sich jedoch gemäß den üblichen qm-Gesetzen der Addition komplexer Amplituden ausbreite, wodurch seine Teilchennatur mit beobachteten Interferenzphänomenen in Einklang gebracht werde. Siehe außerdem seine eng verwandten Antworten auf diese Frage unter http://www.youtube.com/watch?v=_7OEzyEfzgg&feature=related .

Der entscheidende Beweis, der Wellen ausschließt, beinhaltet 1. den photoelektrischen Effekt, da Wellen keinen Ausstoß von Elektronen mit der gleichen Frequenz-Energie-Beziehung verursachen können, und die Nicht-Beziehung zwischen der E-Feld-Amplitude und Energie 2. Compton-Streuung (in seinem Vortrag nicht erwähnt) nicht erklärbar unter einer Wellentheorie 3. Ein Argument, auf das er anspielte, das sich auf die Gleichung für die Streuung mehrerer Teilchen bezieht, entspricht nicht mehr den Maxwell-Gleichungen (denen ich nicht ganz folge). Mit der Annahme der Wahrscheinlichkeits-Amplituden-Ausbreitungstheorie der QED spricht anscheinend kein Beweis gegen die Teilchenhypothese. (Ich selbst würde aber auch gerne eine QED-Ableitung der alten Einstein-Entropiedichte der Schwarzkörperstrahlung in einem geschlossenen Hohlraum sehen, also die, die aussieht wie 1/2 Teilchen und 1/2 Welle)

Anmerkung zu einem Kommentar unten: Ich habe diese Argumente zuvor (falsch) seinen Messenger Lectures von 1964 in Cornell zugeschrieben, die hier online verfügbar sind (nur für PCs?) und später als "The Character of Physical Law" veröffentlicht wurden, aber die korrekte Referenz. ist wie oben.

PS. Ich selbst finde die Frage überhaupt nicht verworren und habe sogar dafür gestimmt, aber es ist die Art von Frage, die oft viele verwirrende Antworten erhält. Ich bin mir nicht sicher, wie wir damit umgehen sollen)

Ich habe Ihre Schreibweise von Messenger korrigiert, das Jahr und die URL zu den Vorlesungen hinzugefügt - über Bill Gates. +1 für deine Antwort. Ich denke, es ist eine völlig legitime Schlussfolgerung zu sagen, dass Newtons Korpuskulartheorie richtig war, aber die Korpuskeln zu Photonen werden und die Welleneigenschaften annehmen müssen, die früher nur mit "klassischen Wellen" assoziiert wurden.
Ich glaube, ich habe einen Fehler gemacht, aufgrund meiner Verwirrung über das Thema. Dank Ihnen verstehe ich das Thema jetzt etwas besser (obwohl ich Feynmans Englisch nicht perfekt verstehe). Was ich hätte schreiben sollen, ist: „Quantenmechanik ist anscheinend die beste Theorie, die wir haben, um Yougns Experiment zu erklären. Aber wäre es möglich, das klassische Teilchenkonzept (ich meine damit nur einen materiellen Punkt) mit einer neuen Definition von Flugbahnen beizubehalten ? abgeleitet von einer neuen Art von F=ma?" (Das Vokabular ist möglicherweise nicht gut gewählt.) Ich nehme an, dass dies nicht der Fall ist, da die Quantenmechanik heute häufiger verwendet wird. aber warum?

Wenn wir sagen, dass es sich nicht wie ein Teilchen verhält, meinen wir damit, dass es sich nicht wie ein klassisches Teilchen verhält. Aber es verhält sich wie ein Teilchen im Sinne eines Elementarteilchens, das einige Eigenschaften mit klassischen Teilchen und einige mit klassischen Wellen teilt.

Wie die anderen Antworten Ihnen sagen, gab es Leute, die versuchten, das Zwei-Schlitz-Experiment mit einer anderen Mathematik als der Quantenmechanik zu erklären.

Könnte es nicht ein Teilchen sein, das neuen Gesetzen folgt? - du fragst. Ein Teilchen einen materiellen Punkt nennen .

Die Antwort ist nein, Experimente haben bestätigt, dass die quantenmechanische Beschreibung im Allgemeinen die gültige ist, nicht nur für das Zweispaltexperiment. Schauen Sie sich den Link in der Antwort von sb1 an.

Ehrlich gesagt - kein Experiment kann beweisen, dass ein Gesetz richtig ist. Während Experimente mit akzeptierten Theorien übereinstimmen – bis wir neue Experimente finden, die dies nicht tun.
Nun, aus der Sicht eines Experimentators versuchen Experimente, Theorien zu falsifizieren. Bisher wurde die Quantenmechanik nicht falsifiziert und ist in diesem Sinne immer noch die gültige Theorie, während alternative Ansichten falsifiziert wurden.
Natürlich ist die Quantenmechanik eine gültige Theorie. Ich wollte nichts anderes andeuten. Aber immer wieder hat die Natur bewiesen, dass die Dinge selten so einfach sind, wie wir denken, und selbst wenn es so aussieht, als hätten wir ein gutes Verständnis der Dinge ... haben wir es nicht.