Overleg:Tweespletenexperiment

Ik heb het eerste deel wat vereenvoudigd. Verder is een hoofdstuk toegevoegd waarin wordt aangetoond hoe het experiment op eenvoudige wijze een aantal onderdelen van de kwantummechanica laat zien. Er komt nog meer, maar eerst wil ik zien of ik nog op het juiste spoor zit D. Parlevliet (overleg) 1 sep 2013 22:18 (CEST)

Mooi werk. Ik heb het even doorgelezen en hierbij een paar dingen die bij het lezen in mij opkwamen (uit het hoofdstuk "De kwantummechanica"):

• Het is een deeltje met een hoeveelheid energie (maar zonder massa). Waar dit deeltje fysisch uit bestaat is onbekend. Dat laatste doet suggereren alsof het foton ergens uit zou moeten bestaan, als hebbe het een zekere (onbekende) sub-structuur. Dat zou natuurlijk kunnen, maar zeker is dat allerminst.
• Figuur 3a. Dit vind ik een "gevaarlijk" plaatje. Het toont namelijk tegelijkertijd het pad van het foton door spleet B en de het sinusvormige interferentiepatroon. Maar dat zijn twee dingen die je niet tegelijkertijd kan waarnemen. Zodra je waargenomen hebt door welke spleet het foton gaat, verdwijnt het interferentiepatroon. Ik vrees dat een leek hierdoor gaat denken dat dat wel kan. Ook een zin als Het foton buigt dus af en komt ergens anders terecht suggereert alsof er een gedfinieerd pad is dat het foton aflegt dat we ook kunnen volgen zonder het interferentiepatroon te verstoren, terwijl het meer is alsof het foton alle mogelijke paden tegelijk aflegt.
• de hoeveelheid golf door de spleten bepaald de plaats waar het foton word gedetecteerd Wat je hiermee wil zeggen is me niet helemaal duidelijk. Wat bedoel je met de term hoeveelheid golf?
• een "waarschijnlijkheidsgolf", die overal in het heelal aanwezig is en overal even groot is Is dat zo? De waarschijnlijkheid is toch niet overal even groot? De kans het foton aan te treffen op een afstand ver van het experiment vandaan is zeer klein en dus zeker niet overal even groot.
• Verder beschrijf je de instorting van de waarschijnlijkheidsgolf als het verdwijnen van die waarschijnlijkheidsgolf. Maar mij lijkt het beter om te zeggen dat door een waarneming de waarschijnlijkheidsgolf niet zozeer verdwijnt, maar gelokaliseerd wordt op een bepaalde positie.
• Ik zou ook terminologie als vlakke golffronten die met het foton meelopen proberen te vermijden. Dat komt op mij over alsof er twee dingen aan het bewegen zijn: enerzijds het foton en anderszijds de waarschijnlijkheidsgolf, terwijl in feite de waarschijnlijkheidsgolf eerder een beschrijving is van de (onbepaaldheid van) de positie van het foton. Mkr (overleg) 3 sep 2013 15:45 (CEST)

Ten eerste een algemene opmerking. Over de waarschijnlijkheidsgolf en alle conclusies die uit het 2-spletenexperiment kunnen worden getrokken, kon ik maar weinig vinden. Wat ik schrijf is dus deels wat ik gelezen heb, deels eigen conclusies, waarop ik dan de reacties afwacht of het goed of fout is.

• Als het foton een deeltje is dan moet het iets zijn, wat dan ook, al zijn het maar trillende strings. Zo algemeen bedoel ik het. Misschien moet ik dus "fysisch" weglaten.
• Alle plaatjes van fotonen zijn per definitie gedachte-plaatjes. Maar ik zal dit nog duidelijker zeggen bij mijn opmerking dat het gedachte-experimenten zijn. Echter, van een deeltje verwacht ik wel dat het een werkelijk pad volgt, al kunnen we dat niet zien, is het enigszins onzeker en daarom een verondersteld/gegokt pad.
• Ik bedoel dat de spleet niet alleen een golf doorlaat, maar ook een hoeveelheid daarvan, die bepaald wordt door de grootte van de spleet. In de situatie dat spleet 1 half zo groot is als 2, zie je dat die niet meer in staat is om de golf van spleet 2 volledig op te heffen bij B.
• Over het verschil tussen waarschijnlijkheidsgolf en waarschijnlijkheid komt nog een opmerking, al is mij dat ook onduidelijk. Zal wel met definitie te maken hebben. Het schijnt inderdaad zo zijn, maar hier belangrijker: dat volgt uit het experiment. Als het foton door spleet 2 gaat is de kans dat hij in spleet 1 verschijnt al klein. Toch is de waarschijnlijkheidsgolf bij 1 even groot als bij 2, anders kan hij bij B niet de golf van 2 doven.
• Als een foton verdwijnt dan verdwijnt ook zijn waarschijnlijkheidsgolf. Waarom of hoe, daar laat ik me niet over uit. Het is in ieder geval niet zo dat de waarschijnlijkheidsgolf als het ware materialiseerd in een foton op het moment van detectie.
• Ik begin om de eigenschappen van golf en foton apart van elkaar te behandelen. Dat moet dan eindelijk uitlopen in de eindconclusie dat ze gekoppeld zijn (één zijn). D. Parlevliet (overleg) 8 sep 2013 20:37 (CEST)

Ik zie dat u beide hoofdstukken kwantummechanica hebt samengevoegd. Ik begrijp dat, maar ben er toch niet gelukkig mee. Een moeilijk onderwerp als dit hoort ook een uitleg te hebben voor niet-deskundige lezers met middelbareschool-natuurkunde. Daar was dit voor bedoeld. Ook verklaart u het experiment met de kwantummechanica, terwijl ik vanuit het experiment de kwantummechanica duidelijk wil maken. Ik had daarom een strikt onderscheid tussen de meetresultaten en de interpretatie. Bijvoorbeeld de (sinus)golf(grootte) volgt uit het experiment en is geen interpretatie. Daarom had ik de tekst in korte duidelijke stappen ingedeeld, waarbij om didactische redenen niet bij de eerste tekening alle mitsen en maren worden verteld. Ik wil daarom voorstellen om mijn tekst weer terug te zetten, maar met een andere titel, bij voorbeeld "Resultaten van het experiment". Het andere hoofdstuk blijft dan Kwantummechanica, waar de verdergaande, gedetailleerde gegevens hun plaats hebben D. Parlevliet (overleg) 11 sep 2013 21:07 (CEST)

Eigenlijk zou het zo moeten zijn dat het hele artikel leesbaar is voor iemand met middelbareschool-natuurkunde kennis en niet alleen een bepaald hoofdstuk dat daarop gericht is. Met dat doel was ik ook gaan samenvoegen, niet met het doel de tekst te schrijven voor bijvoorbeeld een afgestudeerd kwantumfysicus. Mijns inziens is dat goed mogelijk met het artikel, aangezien het hele experiment uit te leggen is zonder bijvoorbeeld wiskunde of kwantummechanische vergelijkingen te hoeven gebruiken. Ik zal nog niet zeggen dat ik daar al geheel in geslaagd ben, maar ik was dan ook nog niet klaar. Opsplitsing in iets als een "lekendeel" en een "expertdeel" lijkt mij minder geslaagd, omdat degenen die alleen het niet-expert gedeelte lezen dan worden onthouden van bepaalde informatie en daarmee mogelijk op verkeerde gedachten gebracht worden als ze daarover verder gaan nadenken. Dat zoiets mogelijk noodzakelijk is bij een artikel dat de algemene relativiteitstheorie uitlegt, kan ik me nog voorstellen, omdat daarbij een berg wiskunde komt kijken die je niet even snel uitlegt. Maar bij dit artikel lijkt het me onnodig, omdat het in feite niet ingewikkeld is. Het experiment zit vrij eenvoudig in elkaar en de verklaring ervan omvat weinig achtergrondkennis. Het is alleen lastig omdat je de lezer zover moet krijgen dat deze niet meer op een klassieke manier gaat denken. Maar dat is iets wat je ook zou moeten doen in een lekengedeelte, omdat je anders de essentie van het experiment kwijt bent. Mkr (overleg) 12 sep 2013 16:21 (CEST)

Laat ik het dan zo zeggen. Ik wilde stap voor stap in één hoofdstuk duidelijk maken wat de resultaten van het experiment zijn zonder Kwantumtheorie of interpretatie. Daarna kan een hoofdstuk duidelijk maken welke interpretatie daar in Kopenhagen aan gegeven is. Het deel tussen tekening 3b en 3c past daar in. Dat door spleet 1 een sinusgolf gaat, die op afstand van de foton gelijk blijft, waarvan de "hoeveelheid" invloed heeft, waarin geen energie zit, dat zijn meetresultaten en die zijn nu verdwenen. Je kan niet interpreteren als je niet alle meetresultaten duidelijk hebt. Tweede voordeel is dat de meetresulaten voor veel lezers al voldoende zijn om zich te verbazen over de natuur en inzichtelijker, duidelijker dus harder bewijs dan theorie. D. Parlevliet (overleg) 12 sep 2013 21:38 (CEST)

Eerst een hoofdstuk over de meetresultaten en vervolgens een over de interpretatie heb ik geen probleem mee. Maar in je oorspronkelijke tekst had je het ook over begrippen als waarschijnlijkheidsgolf en over een golf die door spleet 1 gaat. Dat zijn geen meetresultaten, maar dat zijn interpretaties van meetresultaten. In een hoofdstuk dat echt over meetresultaten gaat, worden ook dat soort dingen niet genoemd, maar noem je slechts de dingen die je ziet, zoals het wel of niet aanwezig zijn van interferentie- en diffractiepatronen. Al het andere is interpretatie en verklaring. Zodra je tekeningen gaat maken van een foton die door spleet 2 gaat en vervolgens afbuigt, ben je bezig met interpretaties. Een dergelijke baan is namelijk nooit waargenomen (dat kan ook niet, want dan zou het interferentiepatroon verdwijnen). Het enige wat men waarneemt is de aankomst van het foton op het scherm achter de spleten. Als je dat soort dingen door elkaar gaat halen, vrees ik dat het verwarrend wordt voor de lezer om het verschil tussen meting en interpretatie te kunnen onderscheiden. Mkr (overleg) 13 sep 2013 09:48 (CEST)

Dat is zo, dus dat moet dan ook opschuiven. Mijn eerste opzet was ook een eenvoudige en aanschouwelijke uitleg (daarom staat bij de eerste drie tekeningen een uitleg terwijl iedereen dat met een beetje natuurkunde hoort te weten of door kan klikken). Als het alleen meetresultaten zijn (en voor de hand liggende conclusies) moet ik het iets aanpassen. Ik wil voorstellen: terugzetten naar mijn laatste versie, die ga ik aanpassen, en dan zien of het een logisch geheel kan worden D. Parlevliet (overleg) 13 sep 2013 13:19 (CEST)

Ik was ondertussen even een stukje tekst aan het typen wat nog vooraf moest aan datgene wat ik er eerder van had gemaakt. Wat vind je daarvan? Het beschrijft puur het experiment zonder interpretaties of theorieen (mogen nog wel wat plaatjes of foto's bij). Dat kan dan gevolgd worden door een heldere interpretatie die iedereen zou moeten kunnen volgen. Mkr (overleg) 13 sep 2013 14:22 (CEST)

Ik denk toch dat het te "talig" is, geschreven voor mensen die zich met alleen tekst een voorstelling kunnen maken van wat er gebeurd. Eigenlijk moet je het experiment dan al kennen. De overgang naar elektronen maakt het denk ik ook niet duidelijker omdat men overal in de literatuur vooral fotonen gebruikt. Ook elektronen zich onzichtbaar totdat je ze detecteert, hooguit waggelen ze minder. Het zal de meeste lezers weinig uitmaken of je het kan zien of niet. Dat is het voordeel van gedachte-experimenten: je kan het verduidelijken en vereenvoudigen zolang de meting daar niet door beïnvloed wordt. Veel zaken hebben ook minder uitleg (= tekst) nodig, zoals het met losse deeltjes opbouwen van de sinus of het feit dat de interferentie verdwijnt. Het eerste is visueel duidelijk te maken en het tweede is slechts een conclusie (een detector laat geen golf door). Maar uiteindelijk: ik heb een opzet van tekeningen en tekst gemaakt die duidelijk maakt wat de resultaten zijn van de meting en mij een goed aanvulling lijkt van het artikel. Daarvoor heb ik jouw teksten niet aangetast. Daarom lijkt het beter van die opzet uit te gaan en alleen aan te passen als het beter kan of fout is. Dat ligt meer in de lijn van de Wikipedia.D. Parlevliet (overleg) 13 sep 2013 21:46 (CEST)

Er moeten inderdaad nog wat plaatjes bij om mensen te helpen een beeld te vormen. De tekst kan ook mogelijk wel wat korter, maar ik wil aan de andere kant ook geen belangrijke stappen overslaan. Ik zal kijken of ik het in dat opzicht dus nog iets toegankelijker kan maken. En wat betreft je oorspronkelijke tekst: mij lijkt het nog altijd het beste als er 1 verhaal wordt uitgelegd wat de resultaten zijn van het experiment en vervolgens wordt uitgelegd hoe de natuurkunde die uitkomsten verklaart. In de tekst die je er neergezet had, ging het voornamelijk om verklaring en dat heb ik ook verwerkt in het hoofdstuk "kwantummechanische interpretatie". Dat hoofdstuk is nog zeker voor verbetering vatbaar, maar het simpelweg terugplaatsen van jouw oorspronkelijke versie lijkt mij daar niet de oplossing voor. Prima als je vindt dat het meer in de lijn is van Wikipedia om van de oorspronkelijke tekst uit te gaan en die te verbeteren, maar dat is wat ik ook had gedaan. Ik was namelijk uitgegaan van de tekst die al in het artikel stond voordat je jouw hoofdstuk toevoegde en heb geprobeerd het hoofdstuk dat jij eraan toevoegde erin te integreren. Mkr (overleg) 18 sep 2013 10:27 (CEST)

Ik heb een stevige discussie gehad op de Engelse Wikipedia en me daar gerealiseerd dat ik het pilot wave model van Louis de Broglie en David Bohm volgde (foton is tegelijk deeltje en golf en niet of-of). Dit is een minderheidsstandpunt en daarbij is mijn afleiding waarschijnlijk nieuw, of in ieder geval nooit gepubliceerd. Dat is in Wikipedia niet toegestaan. Dus is het beter helemaal terug te gaan naar het artikel voordat ik mijn hoofdstuk plaatste. Of je gebruik je laatste teksten. Ik zal zelf niets meer doen waardoor je de keuze hebt terug te gaan naar wat jouw voorkeur heeft. Ik ga het eens op Wikibooks proberen, daar heb ik meer vrijheid. D. Parlevliet (overleg) 22 sep 2013 21:09 (CEST)

Ok, ik zal kijken wat ik er van kan maken. Als je trouwens een bron hebt van Bohms interpretatie van het tweespletenexperiment, kan je het natuurlijk alsnog hier plaatsen als alternatieve interpretatie, zolang maar duidelijk is dat het een minderheidsstandpunt is, zodat de lezer niet wordt verward. Mkr (overleg) 23 sep 2013 10:56 (CEST)

Het stuk zou te groot worden in vergelijking met de rest en daardoor de indruk wekken dat het de algemeen geaccepteerde mening is en dat is niet juist. Ik zal proberen de artikelen van Bohm te krijgen, maar ik denk het vooral neerkomt op het principe dat het foton gestuurd wordt door de golf. Dat zou hier kunnen, maar is toch veel beperkter. D. Parlevliet (overleg) 23 sep 2013 23:16 (CEST)

De golf

Ik bedacht dat met enig snoeiwerk een deel overeind blijft zonder deeltje, dus wat zegt het experiment over de vorm van (alleen) de golf. Ik wil wel eerst weten of het resultaat klopt, dus mijn vraag: Hoe zit de golf er volgens de QM uit direct nadat in de ruimte een enkel atoom (A) één foton emitteert:

• 1 Overal in de ruimte of alleen rond A.
• 2 Overal dezelfde amplitude of afnemende amplitude op afstand van A
• 3 Vlakke golffronten in één richting lopend, of sferisch rondstralend vanuit A
• 4 Is dit de waarschijnlijkheidsgolf (van Born)? D. Parlevliet (overleg) 25 sep 2013 09:17 (CEST)

Je vraag is denk ik te algemeen om te kunnen beantwoorden. Om iets te kunnen zeggen over hoe een waarschijnlijkheidsgolf eruitziet, moet je eerst zeggen wat voor experiment er hier precies uitgevoerd wordt. Wat is je kennis van het systeem? Wat weten we van het foton? Wat weten we van het atoom? Wat weten we van de soort emissie die plaatsvindt? Je zegt dat het atoom een foton emitteert, maar hoe weten we dat? Is het foton gemeten? Zo ja, hoe? En wat hebben we ervan gemeten? Impuls, positie? Of is er helemaal geen individueel foton gemeten, maar is er iets anders gemeten wat een golfverklaring vereist? Een waarschijnlijkheidsgolf kan je in feite opvatten als een gebrek aan kennis van het systeem, dus het is afhankelijk van onze kennis erover. Neem bijvoorbeeld Schrödingers kat. Voor een "waarnemer" buiten de doos die er niet in kan kijken, bevindt de kat zich in een superpositie van levend en dood, maar voor een waarnemer in de doos (bijvoorbeeld de kat zelf) zit die kat nooit in die superpositie. Die kat weet van zichzelf wel of ie leeft of niet. Mkr (overleg) 25 sep 2013 16:06 (CEST)

Een meting met enkele slit en detector. Het atoom emitteert spontaan, bijvoorbeeld is radioactief en emitteert een rontgenfoton. Dit wordt op de detector gedetecteerd en daardoor weten we dat het ongeveer iets eerder door het atoom is uitzonden.D. Parlevliet (overleg) 25 sep 2013 19:57 (CEST)

Ik heb nu mijn eerdere hoofdstuk herplaatst maar nu omgewerkt naar alleen golf, zonder gelijktijdig foton. Ik zeg niet dat het zo moet blijven, maar waar het eerst om gaat: kloppen de conclusies met het jouw mogelijke antwoord op bovenstaande vraag? Ik zie een conflict met een eerdere vraag van jou, of de golf overal eenzelfde amplitude heeft. Zo niet, hoe moet het resultaat van het experiment dan uitgelegd worden. D. Parlevliet (overleg) 29 sep 2013 22:21 (CEST)

Ik heb je tekst doorgelezen. Ik heb er nog enkele vragen over:

• • Je trekt op een gegeven moment de conclusie: "de hoeveelheid golf die door de spleten wordt doorgelaten bepaalt de kans waar het foton wordt gedetecteerd". Wat bedoel je met "de hoeveelheid golf". Hoe meet je "hoeveelheid golf". Ik vind dat nogal een vaag begrip. Bovendien wordt de kans op detectie bepaalt door of er constructieve dan wel destructieve interferentie optreedt.
  • Verder zeg je: "Uit het interferentiepatroon van (3) blijkt dat de golf een sinus is" Wat wil je hiermee zeggen? Een sinus in positie, een sinus in de tijd? Het is me niet helemaal duidelijk.
  • Een andere conclusie luidt: "de amplitude van de golf is op diverse afstanden even groot" en ook "de golf is aanwezig in het hele universum met dezelfde amplitude" Ik moet daar nog even over nadenken, maar volgens mij kan het niet waar zijn. Iets wat in 3 dimensies uitspreidt moet kwadratisch afnemen t.o.v. de bron. Anders zou de totale kans het elektron ergens in de ruimte aan te treffen oneindig groot worden, terwijl de kwantummechanica en ook de logica eisen dat de totale kans optelt tot 1. Mkr (overleg) 3 okt 2013 14:22 (CEST)

• Hoeveelheid: dat hangt af of mijn beschrijving van het experimentresultaat klopt. Als 1 spleet langzaam wordt gesloten dan ga ik er vanuit dat 3 langzaam overgaat naar 2. Dan is de interferentie dus afhankelijk van de oppervlakte van de spleet dus van de oppervlakte ("hoeveelheid") golf die deze doorlaat. Je kan ook uitgaan van de amplitude. Dan blijft de interferentie gelijk aan 3, tot het in een sprong naar 2 gaat als de spleet helemaal dicht is.
• Sinus zoals altijd wordt voorgesteld: een golf die met de lichtsnelheid voortsnelt. Dus in de tijd als je slilstaat, of in de ruimte op een vast tijdstip.
• Amplitude even groot: inderdaad, dat zou niet kloppen. Maar als de golf door spleet1 en 2 elkaar geheel opheffen moeten ze bij de spleten, op afstand van elkaar, even groot zijn. Dus hoe is dat te combineren?

Het komt dus neer op mijn eerste vraag: hoe ziet de golf eruit van een foton dat op de dubbel-spleet afkomt.D. Parlevliet (overleg) 3 okt 2013 22:55 (CEST)

Diffractie

In het artikel staat "De waarschijnlijkheidsgolf kan, net als iedere andere golf, ook diffractie en interferentie ondergaan". Maar diffractie wordt bij normale golven veroorzaakt door de (rondstralende) drager(deeltjes). Maar de waarschijnlijksheidsgolf heeft geen drager (geen ether), dus hoe werkt diffractie daar?D. Parlevliet (overleg) 8 okt 2013 16:47 (CEST)

Punt A

Het is duidelijk dat de padlengtes naar punt A gelijk zijn. Mij is echter niet duidelijk geworden waarom in dat punt de amplitudes van de twee golven per se hun maximum moeten bereiken. – De voorgaande bijdrage werd geplaatst door Koitus~nlwiki (overleg · bijdragen) 5 nov 2020 17:04