Das Hitachi-Experiment für Elektronen Quantenphysik

Question

Hallo Zusammen,

ich bräuchte Hilfe bei einer Aufgabe zur Quantenphysik. Da ich die Aufgabe nicht verstehe bzw. das Experiment. Hier kommt die Aufgabe:

Erkläre das Hitachi-Experiment von Akira Tonomura und dessen Ergebnisse.

Dabei sollen Intensität, Wahrscheinlichkeit, Vorhersagbarkeit und die Häufigkeitsverteilung mit einbezogen werden.

Ich danke schon im Voraus für eure Mühen

Answer 1

Hallo

Das würde ja für uns einen langen Aufsatz bedeuten?  und damit willst du gleich Leute auf mehreren Foren beschäftigen? auf Schulniveau  als Quelle

https://www.leifiphysik.de/quantenphysik/quantenobjekt-elektron/versuche/versuch-von-tonomura

auf Uni Niveau gibts so viele Quellen, dass du aussuchen kannst.

Wo du an einer Stelle etwas nicht verstehst, kannst du ja genauer fragen. Und bitte sag wo du noch fragst, um Doppelarbeit zu vermeiden.

Gruß lul

Comments

so ich habe jetzt mal ein paar Überlegungen gemacht kann ich sie dir mitteilen und sagst mir das ob sie zumindest in die richtige Richtung gehen?

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natürlich kannst du das, aber sag dazu auf welchen Niveau, Schule, Uni , Anfänger, 7. Semester usw.

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bin in der zwölften Klasse und habe den Physik GK an einem Gymnasium belegt

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Also man weiß ja das das Experiment bei einer geringen Intensität durch den Aufbau laufen, d.h. es ist anzunehmen das immer nur ein Elektron im Aufbau ist. Und da nach einiger Zeit ein Interferenzbild entsteht muss das Elektron ja im Aufbau zwischen den Prismas ja mit sich selbst interferieren oder?

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eigentlich eher, solange man nur ein Elektron hat scheint sein Auftreffen völlig zufällig zu sein, setzt man aber das Experiment fort, so ergibt sich dieselbe Verteilung, wie wenn man direkt einen Elektonenstrom hat.

Das zeigt, das die "Elektronenwelle"  eine Art Wahrscheinlichkeitswelle ist, Man kann also nur eine Wk angeben, wo ein e eintrifft. genau wie beim Würfel, ob du 1 oder 5 würfelst kannst du nicht vorhersagen, aber bei 6000 Würfen hast du  etwa 1000 mal 1 und 1000 mal 5 Betonung auf "etwa"

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ach ok das heißt für ein einzelnes Elektron kann man nicht den genauen auftreffpunkt herausfinden aber man weiß mit großer Sicherheit das es in einem der vielen Interferenzmaximas landet. Und im Hauptmaxima ist die Wahrscheinlichkeit am größten und und diese nimmt in den anderen Maximal ab ?

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was du "große" Sicherheit nennst nenne lieber größere Wahrscheinlichkeit als in einem Nebenmaxima. oder formuliere: die Wk im Hauptmax. zu landen ist am größten.  Die Wahrscheinlichkeiten sind durch die Intensitäten des Interferenzmusters bestimmt, aber es sind eben Wahrscheinlichkeiten,

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Vielen Dank auf jeden Fall aber eine Frage stellt sich mir noch und zwar welche Rolle der geladene Faden im Innenraum des Aufbaus hat? Wirkt er zusammen mit den Prismas als eine Art Doppelspalt oder ist die Verwendung doch eine andere?

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Oder wird durch die Ablenkung des Fadens erst die Interferenzmuster begünstigt?

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der Faden ist praktisch das wichtigste, denn der steht an Stelle des Doppelspalts, das e wird abgelenkt es kann links oder rechts vorbei, wie beim Doppelspalt durch den rechten oder linken Spalt, vielleicht siehst du es besser in dem Film: https://www.youtube.com/watch?v=zc-iyjpzzGQ&t=2s

du musst nicht den ganzen ansehen, sondern etwa in der Mitte  ab ca 5 Min siehst du wie die e abgelenkt werden.

Dazu kommt noch , dass das ganze erst durch ein Mikroskop  hier ein Elektronenmikroskop so vergrößert wird, dass man es sehen kann.

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So das sollte jetzt meine letzte Frage sein danach werde ich dich nicht mehr stören. Die geerdeten Platten und und der Faden bilden ja ein Magnetfeld, ist es üblich die Stärke dieses durch aufladen des Fadens zu ändern? Oder entstehen die Maximas nur weil jedes Eletktron die Positionierung leicht ändert?

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kein Magnetfeld, eine elektrisches, und das ist konstant. jedes e hat eine zufällige Bahn, mit einer bestimmten Wahrscheinlichkeit, die bahnen zu Maxima sind wahrscheinlicher,