Die Heisenbergsche Unschärferelation

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Heute mal ein kleiner Ausflug in die Atomphysik. Eines der Prinzipien dort ist die Heisenbergsche Unschärferelation, benannt nach dem gleichnamigen Physiker. Sie besagt mit einfachen Worten, dass man bei Elementen die der Quantenmechanik unterliegen nicht gelichzeitig zwei Größen wie Ort und Impuls (Geschwindigkeit) messen kann. Begründbar ist das durch die Quantentheorie, bei der jedes Teilchen auch als eine Welle gesehen werden kann.

Ich will das nicht ganz physikalisch korrekt an einem Beispiel verdeutlichen. Sehen wir uns mal ein makroskopisches Beispiel an. Wir wollen Ort und Geschwindigkeit eines Autos bestimmen. Das kann man dahingehend machen, dass der Ort mit einem Fotos bestimmt wird, zu einem bestimmten Zeitpunkt und die Geschwindigkeit mit einer Radarmessung. In beiden Fällen wirkt auf das Auto Energie ein: Photonen von der Sonne oder einem Blitz beim Foto und Radarstrahlen aus einem Radargerät. Jede elektromagnetische Welle steht aber für Energie. Wenn ein Radargerät einen Strahl auf ein Auto wirft, dann übertragen die Radarstrahlen Energie. Und das Licht genügend Energie hat, um durchaus viel zu bewegen zeigt schon die Sonne – alle chemischen Reaktionen auf der Erde basieren auf ihrer Strahlung. Photonen des sichtbaren Lichts haben genug Energie um bei manchen Elementen schon die Elektronen aus der Atomhülle herauszuschlagen – so funktioniert im Prinzip die Solarzelle. Daraus kann man schon ableiten, dass es schwierig sein kann damit die Position eines Elektrons festzustellen – denn das Photon überträgt so viel Energie, dass das Elektron danach seine Richtung verändert. Continue reading „Die Heisenbergsche Unschärferelation“

Vergleiche die ich nicht ausstehen kann

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Astronaut bei 28.000 km/hEs gibt Dinge über die kann ich mich immer wieder aufregen. Eines sind Vergleiche die nicht passen oder Vereinfachungen die extrem suggestiv wirken. Gerade in der Raumfahrt sind die ja oft gängig. Hier mal zwei Beispiele:

„Die Astronauten verließen die Raumstation um bei einer Geschwindigkeit von 28.000 km/h Außenarbeiten durchzuführen“ oder „Die Entwicklung eines Raumgefährts das mit einer 28.000 km/h schnellen Raumstation ankoppeln kann ist eben so teuer“.

Okay ich denke jeder der sich auskennt weiß was hier die suggestive Unterstellung ist. Was wir seit Einstein theoretisch untermauert haben, aber intuitiv wahrscheinlich auch so wissen ist, dass in einem sich mit unveränderlicher Geschwindigkeit bewegenden System es keinen Unterschied zu den Zustand ohne Bewegung gibt, die ein Beobachter feststellen kann – logisch sonst wäre das Bewegen im Zug oder im Flugzeug etwas problematisch. Die Stewardessen hätten einen harten Job wenn der Kaffee sich mit 900 km/h von der Kanne wegbewegen würde. So auch im Weltall, ja dort gibt es sogar noch idealere Bedingungen als wie auf der Erde – keine Turbulenzen, keine Verbindungen zwischen den Schwellen… Continue reading „Vergleiche die ich nicht ausstehen kann“