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Springer eBooks

Über eine Anwendung des Korrespondenzprinzips auf die Frage nach der Polarisation des Fluoreszenzlichtes

Werner Karl Heisenberg

Published Jan 1, 1985• 0 citations
Publisher
DOI
10.1007/978-3-642-61659-4_24

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Zur Frage der Polarisation des Streu- und Fluoreszenzlichtes

Lothar W. Nordheim

The European Physical Journal A•Dec 1, 1925•4 citations

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Die Frage nach dem Übergang eines quantenmechanischen Systems hin zur klassischen Mechanik ist seit geraumer Zeit Gegenstand intensiver Forschung. Sie lässt sich mit der Theorie der Dekohärenz beschreiben und äußert sich vor allem im Verschwinden makroskopischer Superpositionszustände. In dieser Arbeit wird anhand eines Biprisma-Interferometers die Dekohärenz von elektronischen Materiewellen an einer Goldoberfläche theoretisch diskutiert und experimentell untersucht. Dabei treten als Parameter sowohl die räumliche Aufspaltung der beiden Teilwellen, als auch ihre Höhe über der Goldplatte auf. Als Messobservable dient jeweils der Kontrastwert des entstehenden Interferenzmusters. Im Zuge der Experimente wird außerdem eine Methode zur kohärenten Signalerhöhung eingesetzt. Die Signalrate einer Ein-Atom-Spitze ist dabei unabhängig von der Elektronenenergie einstellbar. Die Beibehaltung der Kohärenzeigenschaften wird verifiziert. Darüber hinaus ist unter Mitwirkung dieser Methode die Bestimmung der Energiebreite möglich. Für die Anwendung als Sensor für elektromagnetische und mechanische Schwingungsfrequenzen wird außerdem ein kompaktes Interferometer vorgestellt, welches aufgrund des einfachen Aufbaus transportabel ist und lokale Störfrequenzen identifizieren kann. Im Hinblick auf den Dekohärenzmechanismus von freien Elektronen über einer supraleitenden Oberfläche wird ein Kryostatsystem vorgestellt. Speziell für Messungen nahe der Sprungtemperatur wird ein tieferes Verständnis über den quantenmechanischen-klassischen Übergang erwartet.

•Nov 26, 2018•1 citation

Methodisches Konzept

Wilfried Kühn, Janez Strnad

R.Feynman, einer der Begründer der Quantenelektrodynamik (QED), hat im Rahmen der Dualismusdiskussion auf die Frage „Was ist Licht?“ die Antwort gegeben „Keines von beiden.“ Nach Feynman ist Licht etwas „Drittes“. Dieses „Dritte“. wird in der Quantentheorie des elektromagnetischen Feldes behandelt. Die Quantentheorie hat als Ziel, das bei Experimenten mit Mikroobjekten in Erscheinung tretende teilchen- und wellenhafte Verhalten, nicht durch getrennte, sich widersprechende anschauliche Modellvorstellungen zu deuten, sondern im Rahmen einer einheitlichen Theorie widerspruchsfrei zu erfassen. Die naturphilosophische Frage nach der „wirklichen“ Natur der Mikroobjekte bleibt dabei offen. Das „Dritte“ ist nicht im Sinne eines ontischen Substrates der Quantenwelt, sondern als mathematisches Konzept zu verstehen, das erlaubt, die Quantenphänomene widerspruchsfrei darzustellen. Die theoretischen Voraussagen der Quantentheorie sind in hervorragender Übereinstimmung mit den experimentellen Daten. Es ist eine grundsätzliche naturphilosophische Frage, ob ein derartiges mathematisches Konzept Aussagen über die „Wirklichkeit“ macht oder über die Art und Weise unserer Erkenntnisgewinnung. Wir gehen davon aus, daß die Quantentheorie des elektromagnetischen Feldes die Realität zwar nicht ikonisch abbildet, aber in einer strukturellen Korrespondenz zu ihr steht.

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Direkte Konzentrationsabh�ngigkeit der Fluoreszenz einer Haupt- und einer Nebenlinie des Rubins

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Die Bedeutung des Spinbegriffs

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Die Frage, wie und wieweit eine Erkenntnis der Natur möglich sei, ist seit Kant nicht mehr eine Frage nach einer universellen Theorie von Welt und erkennendem Subjekt aus göttlicher Perspektive sondern eine Frage nach den Bedingungen der Bezugnahme des Subjekts auf das ihm empirisch Gegebene, die Welt. Seit der sprachphilosophischen Wende der Philosophie um 1900, sind diese Bedingungen der Bezugnahme zu suchen in der Funktionsweise der Sprache. Seit der Krise der idealsprachlichen Rekonstruktionsversuche um 1940/50 ist klar, dass Sprache nicht zeitlos ist sondern gebunden an die Verwendungsregeln und Erfahrungen einer Epoche und eines gesellschaftlichen Segments. Erkenntnis ist eine der Wechselwirkung des Subjekts (bzw. einer Gruppe) mit der übrigen Welt entwachsende Struktur, die die Wechselwirkungen zwischen '' Dingen`` unter bestimmten Voraussetzungen und Gesichtspunkten spiegelt. Die Fragen, wie die Sprache der Physik als ein solcher Spiegel funktioniert und wieweit man dem Spiegelbild der Natur trauen kann, sind philosophische Fragen nach den Methoden der Physik und der Semantik ihrer Sprache, und also, wenn obige Thesen wahr sind, nach der konkreten Ausprägung dieser Methoden in ihrer Anwendung auf bestimmte Inhalte. Die vorliegende Arbeit untersucht die genannten Fragen anhand eines Ausschnitts der frühen Quantenphysik. Sie kommt damit dem in der neueren Wissenschaftstheorie weit verbreiteten Ruf nach detaillierter Behandlung tatsächlicher (nicht zu philosophischen Zwecken konstruierter) Fallbeispiele aus der Geschichte der Wissenschaften nach (s. etwa Cartwright [3]). Systematisch knüpft sie an, an die sprachphilosophischen Rekonstruktionsversuche in der Tradition, die von Frege und Carnap bis zu neuesten strukturalistischen Analysen (hier wird insbesondere Bartels [2] näher behandelt) reicht. Die Ergebnisse der Untersuchung liefern einige Argumente für die Frage nach der Realität physikalischer (theoretischer) Entitäten. Eine globale Betrachtung der Wissenschafts­ und Philosophiegeschichte legt zu dieser Frage zunächst zwei Argumente für eine pessimistische Antwort nahe: Erstens werden grundlegende wissenschenschaftliche Theorien immer wieder überholt, was eine gewisse Skepsis gegenüber Kandidaten für eine fundamentale theory of everything angebracht erscheinen lässt. Zweitens führt das Scheitern von a-priori-Philosophien (wie das des erwähnten logischen Empirismus) zu ähnlichen Vorbehalten gegenüber dem Konzept einer fundamentalen theory of theories. Literatur [1] BALZER, WOLFGANG, C. ULISES MOULINES und JOSEPH D. SNEED: An Architectonic for Science, The Structuralist Program, Band 186 der Reihe Synthese 1 Library. Reidel, Dordrecht, 1987. [2] BARTELS, ANDREAS: Bedeutung und Begriffsgeschichte. Ferdinand Schöningh, Paderborn, 1994. [3] CARTWRIGHT, NANCY: How the Laws of Physics Lie. Oxford University Press, Oxford, 1983. PHM 4/215. [4] CUSHING, JAMES T.: Quantum Mechanics: Historical Contingency and the Copenhagen Hegemony. University of Chicago Press, Chicago, 1994. [5] LAUDAN, LARRY und JARRETT LEPLIN: Empirical Equivalence and Underdetermination. The Journal of Philosophy, 88(9), 1991. 2

•Jan 1, 2000•0 citations

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Die Frage nach dem Übergang eines quantenmechanischen Systems hin zur klassischen Mechanik ist seit geraumer Zeit Gegenstand intensiver Forschung. Sie lässt sich mit der Theorie der Dekohärenz beschreiben und äußert sich vor allem im Verschwinden makroskopischer Superpositionszustände. In dieser Arbeit wird anhand eines Biprisma-Interferometers die Dekohärenz von elektronischen Materiewellen an einer Goldoberfläche theoretisch diskutiert und experimentell untersucht. Dabei treten als Parameter sowohl die räumliche Aufspaltung der beiden Teilwellen, als auch ihre Höhe über der Goldplatte auf. Als Messobservable dient jeweils der Kontrastwert des entstehenden Interferenzmusters. Im Zuge der Experimente wird außerdem eine Methode zur kohärenten Signalerhöhung eingesetzt. Die Signalrate einer Ein-Atom-Spitze ist dabei unabhängig von der Elektronenenergie einstellbar. Die Beibehaltung der Kohärenzeigenschaften wird verifiziert. Darüber hinaus ist unter Mitwirkung dieser Methode die Bestimmung der Energiebreite möglich. Für die Anwendung als Sensor für elektromagnetische und mechanische Schwingungsfrequenzen wird außerdem ein kompaktes Interferometer vorgestellt, welches aufgrund des einfachen Aufbaus transportabel ist und lokale Störfrequenzen identifizieren kann. Im Hinblick auf den Dekohärenzmechanismus von freien Elektronen über einer supraleitenden Oberfläche wird ein Kryostatsystem vorgestellt. Speziell für Messungen nahe der Sprungtemperatur wird ein tieferes Verständnis über den quantenmechanischen-klassischen Übergang erwartet.
R.Feynman, einer der Begründer der Quantenelektrodynamik (QED), hat im Rahmen der Dualismusdiskussion auf die Frage „Was ist Licht?“ die Antwort gegeben „Keines von beiden.“ Nach Feynman ist Licht etwas „Drittes“. Dieses „Dritte“. wird in der Quantentheorie des elektromagnetischen Feldes behandelt. Die Quantentheorie hat als Ziel, das bei Experimenten mit Mikroobjekten in Erscheinung tretende teilchen- und wellenhafte Verhalten, nicht durch getrennte, sich widersprechende anschauliche Modellvorstellungen zu deuten, sondern im Rahmen einer einheitlichen Theorie widerspruchsfrei zu erfassen. Die naturphilosophische Frage nach der „wirklichen“ Natur der Mikroobjekte bleibt dabei offen. Das „Dritte“ ist nicht im Sinne eines ontischen Substrates der Quantenwelt, sondern als mathematisches Konzept zu verstehen, das erlaubt, die Quantenphänomene widerspruchsfrei darzustellen. Die theoretischen Voraussagen der Quantentheorie sind in hervorragender Übereinstimmung mit den experimentellen Daten. Es ist eine grundsätzliche naturphilosophische Frage, ob ein derartiges mathematisches Konzept Aussagen über die „Wirklichkeit“ macht oder über die Art und Weise unserer Erkenntnisgewinnung. Wir gehen davon aus, daß die Quantentheorie des elektromagnetischen Feldes die Realität zwar nicht ikonisch abbildet, aber in einer strukturellen Korrespondenz zu ihr steht.
Die Frage, wie und wieweit eine Erkenntnis der Natur möglich sei, ist seit Kant nicht mehr eine Frage nach einer universellen Theorie von Welt und erkennendem Subjekt aus göttlicher Perspektive sondern eine Frage nach den Bedingungen der Bezugnahme des Subjekts auf das ihm empirisch Gegebene, die Welt. Seit der sprachphilosophischen Wende der Philosophie um 1900, sind diese Bedingungen der Bezugnahme zu suchen in der Funktionsweise der Sprache. Seit der Krise der idealsprachlichen Rekonstruktionsversuche um 1940/50 ist klar, dass Sprache nicht zeitlos ist sondern gebunden an die Verwendungsregeln und Erfahrungen einer Epoche und eines gesellschaftlichen Segments. Erkenntnis ist eine der Wechselwirkung des Subjekts (bzw. einer Gruppe) mit der übrigen Welt entwachsende Struktur, die die Wechselwirkungen zwischen '' Dingen`` unter bestimmten Voraussetzungen und Gesichtspunkten spiegelt. Die Fragen, wie die Sprache der Physik als ein solcher Spiegel funktioniert und wieweit man dem Spiegelbild der Natur trauen kann, sind philosophische Fragen nach den Methoden der Physik und der Semantik ihrer Sprache, und also, wenn obige Thesen wahr sind, nach der konkreten Ausprägung dieser Methoden in ihrer Anwendung auf bestimmte Inhalte. Die vorliegende Arbeit untersucht die genannten Fragen anhand eines Ausschnitts der frühen Quantenphysik. Sie kommt damit dem in der neueren Wissenschaftstheorie weit verbreiteten Ruf nach detaillierter Behandlung tatsächlicher (nicht zu philosophischen Zwecken konstruierter) Fallbeispiele aus der Geschichte der Wissenschaften nach (s. etwa Cartwright [3]). Systematisch knüpft sie an, an die sprachphilosophischen Rekonstruktionsversuche in der Tradition, die von Frege und Carnap bis zu neuesten strukturalistischen Analysen (hier wird insbesondere Bartels [2] näher behandelt) reicht. Die Ergebnisse der Untersuchung liefern einige Argumente für die Frage nach der Realität physikalischer (theoretischer) Entitäten. Eine globale Betrachtung der Wissenschafts­ und Philosophiegeschichte legt zu dieser Frage zunächst zwei Argumente für eine pessimistische Antwort nahe: Erstens werden grundlegende wissenschenschaftliche Theorien immer wieder überholt, was eine gewisse Skepsis gegenüber Kandidaten für eine fundamentale theory of everything angebracht erscheinen lässt. Zweitens führt das Scheitern von a-priori-Philosophien (wie das des erwähnten logischen Empirismus) zu ähnlichen Vorbehalten gegenüber dem Konzept einer fundamentalen theory of theories. Literatur [1] BALZER, WOLFGANG, C. ULISES MOULINES und JOSEPH D. SNEED: An Architectonic for Science, The Structuralist Program, Band 186 der Reihe Synthese 1 Library. Reidel, Dordrecht, 1987. [2] BARTELS, ANDREAS: Bedeutung und Begriffsgeschichte. Ferdinand Schöningh, Paderborn, 1994. [3] CARTWRIGHT, NANCY: How the Laws of Physics Lie. Oxford University Press, Oxford, 1983. PHM 4/215. [4] CUSHING, JAMES T.: Quantum Mechanics: Historical Contingency and the Copenhagen Hegemony. University of Chicago Press, Chicago, 1994. [5] LAUDAN, LARRY und JARRETT LEPLIN: Empirical Equivalence and Underdetermination. The Journal of Philosophy, 88(9), 1991. 2