Kategorie: Quantum 100
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Was sind Quanten?
Die Wörter „Quantum“ (Einzahl) und „Quanten”(Mehrzahl) wird benutzt, um die kleinste mögliche Menge einer physikalischen Größe zu bezeichnen. Obwohl das Wort „Quanten“ auch schon vorher in der Physik genutzt wurden, wurden es erst richtig bekannt, als Physiker und Physikerinnen am Anfang des 20. Jahrhunderts begannen, die atomare Welt zu erforschen.Die erste große Überraschung und gleichzeitig…
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Wie ist das Verhältnis zwischen Quantentheorie und Quantentechnologien?
Wenn man unter Quantentechnologien alle Technologien verstehen würde, die ohne Verständnis der Quantentheorie unmöglich wären, müssten alle Handys, Computer oder sogar Fernseher oder Radios als Quantentechnologie bezeichnet werden. Einer der ersten Erfindungen dank der Quantentheorie war der Transistor schon im Jahr 1947. Transistoren finden überall Einsatz und haben die unglaubliche elektrotechnische Revolution der letzten 70…
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Wie kann man die Relativitätstheorie mit der Quantenphysik vereinbaren?
Sowohl die Quantentheorie als auch Relativitätstheorie wurden eigentlich zeitgleich am Anfang des 20. Jahrhunderts entwickelt. Die ursprüngliche Quantentheorie von Bohr, Schrödinger, Heisenberg und anderen (auch „Quantenmechanik“ genannt) konnte man nicht mit der Relativitätstheorie vereinbaren. Die Quantenmechanik konnte den Aufbau von Atomen und Molekülen sehr gut erklären und somit eine Theoriegrundlage für die Chemie schaffen. Obwohl…
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Was ist die Unschärferelation?
Die physikalischen Gesetze, die die Physik der atomaren Welt beschreiben, sind oft überraschend und lassen sich mit unserer alltäglichen Erfahrung nicht vereinbaren. Einer der bedeutendsten Unterschiede zwischen der Welt der Atome und unserem Alltag ist, dass man im Gegensatz zu unserem Alltag viel genauer über den Messprozess nachdenken muss.Stellt euch zum Beispiel vor, ihr beobachtet…
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Welche Technologien/Erfindungen würde es heute ohne die Entdeckung der Quantenmechanik nicht geben? / Wo steckt heute überall Quantentechnologie drin?
Moderne Elektronik (zum Beispiel in Bildschirmen von Fernsehern oder Handys) basiert auf der Halbleiter-Technik. Ein wichtiger Aspekt der Funktionsweise von elektronischen Haltleiter-Bauteilen basiert auf der quantenmechanischen Tatsache, dass es verbotene Energien für Elektronen in diesen Materialien gibt. Die Elektronen müssen also erst einen „Quantensprung“ machen, bevor sie fließen können.Besonders anschaulich sehen wir den Effekt der…
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Woher kommt die Redewendung vom Quantensprung?
Max Planck war einer der Entdecker der Quantenphysik und es gibt eine interessante Geschichte über seine Schulzeit. Sein Lehrer soll Max Planck von einem Physikstudium abgeraten haben, da es nicht mehr viel zu entdecken gäbe. Es stellte sich heraus, dass der Lehrer Unrecht hatte. Plancks Arbeiten führten schließlich zu der Beschreibung von Quantensprüngen in Atomen.…
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Wie hoch ist ein Quantensprung?
Bei einem Quantensprung wird unglaublich wenig Energie verbraucht oder freigesetzt. Wir können trotzdem einmal versuchen, den Quantensprung von einem Elektron in einem Atom mit einem wirklichen Sprung zu vergleichen. Ihr wisst, dass es schwieriger ist, hochzuspringen, wenn ihr einen schweren Rucksack tragt. Also bedeutet mehr Gewicht mehr Energieverbrauch beim Hochspringen. Also machen wir direkt einen…
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Was ist ein Quantensprung?
Unsere Welt ist aus Atomen aufgebaut und jedes Atom besteht aus einem Atomkern (positiv geladen, +) und Elektronen (negativ geladen, –). Die Quantenphysik sagt uns, dass die Elektronen im Atom nur ganz bestimmte Energien annehmen können. Wir können uns das wie Bücher im Regal vorstellen. Je höher das Buch steht, desto mehr Energie hat es.…
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Was sind Neutrinos?
Neutrinos sind Elementarteilchen. Das heißt, sie gehören zu den kleinsten Bausteinen unserer Welt. Elementarteilchen sind unteilbar und nicht aus kleineren Untereinheiten zusammengesetzt. Von allen Elementarteilchen, zu denen auch die Elektronen und die Quarks gehören, sind die Neutrinos mit Abstand die leichtesten. Im Verhältnis zu dir sind sie so leicht wie ein Sandkorn im Verhältnis zur…