Elektron als Welle

tori1117 · Anmeldungsdatum: 06.09.2014 Beiträge: 21

Hallo, ich verstehe nicht warum ein Elektron einen Wellencharakter hat?
bei einer Elektromagnetischen Welle ist mir das klar, denn die Amplitude ändert sich ja dauernd. Beim Elektron müsste sich ja dann ja auch dauernd was ändern, damit es einen Wellencharakter hat?

Gruß
Tori

TomS · Moderator Anmeldungsdatum: 20.03.2009 Beiträge: 21616

Du stellst dir das Elektron als Teilchen vor, als Massenpunkt oder -kugel. Beide Vorstellungen führen zu einem falschen Bild, insbs. zu mathematischen Gleichungen, die explizit falsche Vorhersagen machen.

Das "Wellenbild" z.B. für Elektronen ist tatsächlich nicht einfach das einer klassischen Welle, auch wenn die Gleichungen sehr ähnlich aussehen.

Zäumen wir das ganze mal von der anderen Seite auf. Wir haben einen experimentellen Nachweis, dass sich Elektronen in manchen Situation tatsächlich wie Wellen verhalten. https://de.wikipedia.org/wiki/Davisson-Germer-Experiment

gast_free · Anmeldungsdatum: 15.07.2021 Beiträge: 244

Ein Elektron zeigt je nach Experiment unterschiedliche Eigenschaften. Mal verhält es sich wie ein Masseteilchen und dann wie eine Welle.

Im Elektronenstrahl einer Vakuumröhre kann man die Elektronen wie normale, geladene Masseteilchen behandeln. Das gilt auch für Stoßwechselwirkungen mit anderen Teilchen wie z.B. Gasmolekülen.

Schickt man sie durch Blenden, die hinreichend klein sind (z.B. Kristallgitter), entstehen auf einem Beobachtungsschirm hinter der Blende, Beugungsmuster ähnlich wie bei Lichtwellen.

Eine "Elektronenwelle" kann man jedoch nicht so interpretieren wie eine Lichtwelle. Die Wellenamplitude gibt nicht die Intensität irgendeiner Strahlung an sondern ist ein Maß für die Wahrscheinllichkeit das Eelektron in einem Raumsegment anzutreffen. Genauer gesagt das Quadrat der Amplitude.

Man kann das Ganze auch auf Lichtwellen ausweiten. Auch Licht kann sich wie ein Teilchenstrom verhalten. Diese Teilchen werden Photonen oder Quanten genannt. Auch sie besitzen eine Aufenthaltswahrscheinlichkeit. Diese entspricht hier dem Quadrat der Amplitude der klassichen EM-Welle.

Wenn man es weiter untersucht wird es noch viel rätselhafter und geheimnisvoller. Es sind die Teilchen, die sich mit sich selber überlagern und die Beugungsmuster bilden. Weil die Beugungsmuster auch entstehen, wenn man nur ein Teilchen durch die Anordnung schickt und anschließend erst das nächste Teilchen.