Licht als kwantumobject

[kietgeek]

hej

ik zit in het 6de middelbaar en maak een eindwerk rond licht als kwantumobject, hierbij toonde ik aan dat licht uit energiepakketjes bestaat met het foto-eketrsch effect te demonstreren en toonde ik het golf karakter aan met het experiment van young. Nu werk ik aan een eindbesluit voor dit werk, ik las al over hoe elektronen soms deeltje zijn en soms golf en dat dit lag aan het onzekerheidsprincipe, maar bij licht is het anders niet ? Ik zoek naar een soort vereniging of een verklaring waarom ze soms het ene zijn en soms het andere . Wanneer men spreekt over een waarschijnlijkheidswolk door de onzekerheid van een kwantumobject vindt ik het nog steeds niet logisch dat deze waarschijnlijkheidswolk zich als golf gaat gedragen.

Is er iemand die me verder kan helpen ?

enorm bedankt.

[Puntje]

Het gaat hier dus over de dualiteit van golven en deeltjes. Met die term is behoorlijk wat info te vinden.

In mijn boeken leggen ze het als volgt uit: Als je licht probeert te detecteren (=interactie aangaan met massa) gedraagt het zich als een stroom deeltjes. Probeer je het licht niet te detecteren, dan gedraagt het zich als een golf.

Licht heeft golfeigenschappen, maar de energie kan alleen in discrete waarden voorkomen, namelijk E=hf. Je kunt geen "lichtenergie" van E=0.5hf hebben, dat bestaat niet. Die discrete waarden noemen we fotonen, welke we weer onder de elementaire deeltjes rekenen (bosonen, heeltallige spin).

Ik zal morgen hier wat meer info over posten als het dan nog niet door iemand anders gedaan is.

[kietgeek]

Het gaat hier dus over de dualiteit van golven en deeltjes. Met die term is behoorlijk wat info te vinden.

In mijn boeken leggen ze het als volgt uit: Als je licht probeert te detecteren (=interactie aangaan met massa) gedraagt het zich als een stroom deeltjes. Probeer je het licht niet te detecteren, dan gedraagt het zich als een golf.

Licht heeft golfeigenschappen, maar de energie kan alleen in discrete waarden voorkomen, namelijk E=hf. Je kunt geen "lichtenergie" van E=0.5hf hebben, dat bestaat niet. Die discrete waarden noemen we fotonen, welke we weer onder de elementaire deeltjes rekenen (bosonen, heeltallige spin).

Ik zal morgen hier wat meer info over posten als het dan nog niet door iemand anders gedaan is.

wat er in jouw boeken staat is iets wat ik nog al ben tegengekomen, maar ik vond dit steeds geen echte uitleg over waarom het dan net als golf zal gedragen wanneer het niet gedetecteerd wordt ,

ik ben echt al lang op zoek naar die ene uitleg die mijn werk zou afmaken.

maar toch al bedankt.

als je nog iets meer weet luister ik met plezier

[In physics I trust]

De dualiteit volgt theoretisch uit de Schrödingervergelijking dacht ik.

Ik ben niet in staat om je exact te vertellen waarom licht nu net zich dan als een golf, dan als een deeltje gedraagt. Ik kan je echter wel het volgende vertellen:

Als je uitgaat van het onzekerheidsprincipe van Heisenberg, kan je inzien dat je een theoretische onzekerheid hebt als je wil nagaan wat de positie en beweging van een deeltje is. Hoe nauwkeuriger de positie, hoe onnauwkeuriger je iets kan stellen over de snelheid, kortom je kan niet exact zeggen wat de ogenblikkelijke positie en beweging is.

Maar je kan je misschien wel voorstellen dat als je iets heel klein als een foton wil gaan meten, er informatie aan gaan onttrekken, je er een zekere interactie mee zal moeten aangaan. Als je zulke interacties in beschouwing neemt, dan komt het idee van mechanische eigenschappen zoals impuls al gauw bovendrijven.

Globaal gezien echter, kan je stellen dat fotonen (φοτος, photos=licht) ("lichtdeeltjes") een verschijningsvorm van elektromagnetische straling vormen, en daarmee kan je deze verschijningsvorm perfect beschrijven met de golftheorie...

[eendavid]

Ik denk dat het interessant zou zijn om te spreken over de De Broglie golflengte (dus om ter duiding even niet bij licht te blijven). In feite is alles een golf, in de zin dat bvb. een elektron niet volledig gelokaliseerd is (behalve tijdens een meting van de positie). Elk 'deeltje' is dus uitgespreid over een gebied met afmetingen van de grootteorde van de De Broglie golflengte. Dit is iets dat we zeer duidelijk zien bij een scanning tunneling microscope.

Maar tegelijk is het zo dat elke 'golf' bestaat uit discrete entiteiten, deeltjes. Zoals we al zagen is zo'n deeltje niet iets dat zich op 1 plaats bevindt. Dus bijvoorbeeld een elektromagnetisch veld (licht) bestaat uit zeer veel fotonen (met elks een kleine energie). De De Broglie golflengte van zo'n deeltje is gelijk aan de golflengte van het licht. Bijvoorbeeld bij een FM radiogolf is dit foton uitgespreid over een gebied wat groter dan

\(1m^3\)

(maar de energie is zeer klein,

\(10^{-25}J\)

). Zoiets merken we bij het fotoelektrisch effect. De elektromagnetische energie kan enkel opgenomen worden door de absorptie van zo'n foton, en het elektron krijgt precies de energie van dat foton.

Ikzelf denk dat we beter niet zouden moeten spreken over deeltjes-golf dualiteit. De concepten van een deeltje en een golf zijn achterhaald, we hebben geleerd dat we de natuur moeten beschrijven met golffuncties (een "niet-gelocaliseerd deeltje" als je wil).

[Woutie1969]

Als je ook maar iets over kansrekening en waarschijnlijkheid tegen komt, hou dan te allen tijde in gedachten dat het te bestuderen verschijnsel om wat voor reden of oorzaak dan ook niet in detail is waargenomen.

Kansrekening is handig voor massaal optredende verschijnselen, zoals een stroom van een grote hoeveelheid moleculen van een vloeistof, of het talloze keren werpen met een dobbelsteen uit de losse pols. Laat je een dobbelsteen vallen door een machine, die je kent, inclusief alle omstandigheden, dan kun je volgens mij precies weten wat de uitkomst zal zijn, en blijkt toeval niet te bestaan waar eerst werd gedacht dat dat wel zo was.

Het is een foefje dat dus wordt gebruikt zolang mensen iets niet tot in detail willen of kunnen waarnemen.

Als licht uit deeltjes bestaat kan het geen golfverschijnsel zijn. Een golf is namelijk een patroon waarop deeltjes gegroepeerd zijn en hoe dat verloopt. Als een golf uit deeltjes bestaat hoe kun je dan voor een deeltje spreken dat het zich als golf gedraagt, het is gewoon 1 grote woordengrap. Licht bestaat sowieso uit deeltjes dus. Als het zich als golf gedraagt zoals hoe het patroon is als het uit een spleet komt, dan heb je het niet over 1 deeltje maar over hoe die deeltjes gegroepeerd zijn, als grotere groep zijnde.

[Math-E-Mad-X]

Als licht uit deeltjes bestaat kan het geen golfverschijnsel zijn. Een golf is namelijk een patroon waarop deeltjes gegroepeerd zijn en hoe dat verloopt. Als een golf uit deeltjes bestaat hoe kun je dan voor een deeltje spreken dat het zich als golf gedraagt, het is gewoon 1 grote woordengrap. Licht bestaat sowieso uit deeltjes dus. Als het zich als golf gedraagt zoals hoe het patroon is als het uit een spleet komt, dan heb je het niet over 1 deeltje maar over hoe die deeltjes gegroepeerd zijn, als grotere groep zijnde.

De rest van de wetenschappelijke wereld is het hier niet mee eens. Het leuke van quantummechanica is nou juist dat je licht niet alleen maar als golf of alleen maar als bestaande uit deeltjes kan beschouwen. Als je er van uitgaat dat de golf eigenlijk uit allemaal deeltjes bestaat dan is het twee-spleten-experiment van Young niet te verklaren.

Als jij het niet eens bent met de quantummechanica is dat prima, maar je mening wel graag onderbouwen.

[317070]

Als je ook maar iets over kansrekening en waarschijnlijkheid tegen komt, hou dan te allen tijde in gedachten dat het te bestuderen verschijnsel om wat voor reden of oorzaak dan ook niet in detail is waargenomen.

Kansrekening is handig voor massaal optredende verschijnselen, zoals een stroom van een grote hoeveelheid moleculen van een vloeistof, of het talloze keren werpen met een dobbelsteen uit de losse pols. Laat je een dobbelsteen vallen door een machine, die je kent, inclusief alle omstandigheden, dan kun je volgens mij precies weten wat de uitkomst zal zijn, en blijkt toeval niet te bestaan waar eerst werd gedacht dat dat wel zo was.

Toch niet, we kunnen experimenteel aantonen dat de best mogelijke theorie er een met kansverdelingen is. Dus zelfs als je alles in ultieme detail hebt waargenomen, blijft je theorie probalistisch.

Voor meer info: zoeken op EPR-paradox en vooral de Bell-ongelijkheid.