Die Effekte der Quantenphysik treten in der Welt der kleinsten Teilchen auf, auf atomarem Niveau und darunter. Erst Anwendungen wie Laser, Elektronenmikroskopie oder Supraleitung machen quantenmechanische Effekte in unserer Welt erfahrbar. Die Quantenphysik bringt mit ins Spiel…
- Die Heisenberg’sche Unschärferelation: Es ist unmöglich, Ort und Geschwindigkeit eines Teilchens gleichzeitig genau festzustellen. Statt Elektronenbahnen um Atome werden daher Orbitale gezeichnet, Aufenthaltsräume für Elektronen, in denen sie sich mit einer gewissen Wahrscheinlichkeit befinden.
- Die Quantisierung: Einige physikalische Größen wie Energie oder elektrische Ladung können nur in Vielfachen eines kleinsten Einheitswertes auftreten.
- Das Ausschließungsverbot: Elementarteilchen mit denselben Quantenzahlen, die ihren Zustand beschreiben, können nicht zur selben Zeit am selben Ort sein. Das gilt aber nicht für alle Elementarteilchen, woraus sich wiederum herrliche Fragestellungen ergeben…
- Die Verschränkung: Zwei Elementarteilchen, die „verschränkt“ sind, sich aber an zwei verschiedenen Orten befinden, sind „geisterhaft verbunden“. Beobachtet man das eine, ist unmittelbar der Zustand des anderen festgelegt. Quantenteleportation (“Beamen”), Quantenverschlüsselung und Quantencomputer werden damit möglich.
- Die schwierige Messung: Messen stört dermaßen, dass entweder quantenphysikalische Phänomene ganz verschwinden, oder die Messung das Gemessene so stark beeinflusst, dass es gravierend verändert wird.
- Den Welle-Teilchen-Dualismus: Nicht nur Licht ist eine Welle und ein Strom von Teilchen (Photonen) gleichermaßen, sondern auch Materie. Auch Elektronen, Protonen, und was auch immer sind Teilchen und Welle zugleich. Manche Experimente zeigen den Teilchencharakter, andere den Wellencharakter.
In der Quantenwelt können Sie durch die Wand gehen, ohne weiteres aus einem Glas fließen, oder sonst irgendwelche krummen Sachen machen. Aber geben Sie Acht: alles ist unvertraut, wir sind dort nicht zuhause!
Link: https://de.wikipedia.org/wiki/Quantenphysik
Diese Texte sind Starthilfen zum Lernen. Sie geben Ihnen einen Einblick, worum es bei dem Thema geht. Die Idee. Achtung: Es ist möglicherweise nicht unbedingt genau das, was Ihr:e Prüfer:in darüber hören möchte. Es ist auch nicht der ganze Stoff. Machen Sie sich nach dem Lesen des Textes ein eigenes Bild mit Ihren Büchern und den anderen Quellen. Ein freies Online-Schulbuch aus Österreich: https://physikbuch.schule, aus Deutschland: https://www.leifiphysik.de/. Weitere empfehlenswerte Schulbuchreihen der Oberstufe aus Österreich: Big Bang, Sexl, Physik kompakt.
