Quantensprung in Zeitlupe
Ein Atom kann sich in stationären
Zuständen befinden, z.B. mit den Quantenzahlen n,l,m
= 1,0,0 (Grundzustand) und n,l,m = 2,1,0 (ein angeregter Zustand). Wie
kann es seinen Zustand ändern?
Durch Emission oder Absorption von elektromagnetischer Strahlung.
Und wo ist nun der Quantensprung geblieben? |
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Und so geht es in einem Atom zu,
das sich nicht entscheiden kann, ob es sich im Zustand 4,0,0 oder 5,2,1
aufhalten soll. Je komplexer die Struktur, desto länger die Lebensdauer?
Der aufmerksame Betrachter sieht übrigens eine Rotation und Quadrupolstrahlung. Und wo ist nun der Quantensprung geblieben? (Der Programmierer hat es so eingerichtet, dass er nicht stattfindet ;-)) |
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Hier hat der angeregte Zustand
eine kurze Lebensdauer: 40 Schwingungen für die Anregung und 40 für die
Rückkehr in den Grundzustand.
Und wo ist nun der Quantensprung geblieben? Nun ja - ein Übergang scheint ja stattzufinden. Man sieht nur nicht was dabei rauskommt... |
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Diese Darstellung ist etwas
abstrakter: Auf der blauen Membran schwingt das Elektron (Schnitt durch
die 3D-Darstellungen der Elektronendichte von oben) und produziert
dabei auf dem roten Teppich (Maxwells Vakuum) ein
Photon*.
Ob Schrödinger sich das so vorgestellt hat? Jedenfalls meinte er: "If we have to go on with these damned quantum jumps, then I'm sorry that I ever got involved!"
* Die
Darstellung der Elektronendichte ist physikalisch korrekt
(H-Eigenfunktionen). Die Darstellung des Photons wurde mit einer
gewissen künstlerischen Freiheit programmiert (Transparenz des roten
Teppichs :-)).
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Natürlich lassen sich diese Bilder in einem Maple-Worksheet mit wesentlich höherer Auflösung herstellen und interaktiv bearbeiten...
Historisches zum Quantensprung
H-Orbitals aus ' Moderne Physik mit Maple'
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