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THEMA: Folge 29: Tunneleffekt

Folge 29: Tunneleffekt 16 Nov 2018 11:28 #44964

Hallo zusammen,

ich muss nochmal nachhaken zum Tunneleffekt - insbesondere zum abschliessenden Beispiel mit dem Alpha-Zerfall.

Zunächst mal ein Gedankenexperiment:
Betrachten wir ein Teilchen im Kasten. Links und rechts ist der Kasten mit unendlichen Potenialwänden begrenzt. In der Mitte gibt es eine Barriere mit endlichem Potential.
Bringt man ein Teilchen mit der kinetischen Energie E z.B. in die linke Hälfte des Kastens, dann wird sich eine Wellenfunktion ausbilden, die eine grössere Wahrscheinlichkeit im linken Teil und eine kleinere Wahrscheinlichkeit im rechten Teil vorhersagt. Mit andern Worten, dass Teilchen ist bereits in beiden Bereichen. Die Wahrscheinlichkeitsverteilung links vs. rechts hängt im Wesentlichen ab von der Energie des Teilchens und von der Höhe und Breite der Barriere.
Wenn man nun im rechten Teil der Kastens misst, ob das Teilchen dort ist und das Teilchen tatsächlich gefunden wird - dann erwarte ich, dass sich die Wellenfunktion gewissermassen spiegelt. Die Energie des Teilchens ändert sich ja nicht mit dem Durchtritt durch die Barriere.

Stimmt das soweit?

Jetzt zum Alpha-Zerfall.
Im Video sagt Josef Gassner, das "dass Alpha-Teilchen immer wieder und wieder gegen die Barriere rennt und irgendwann kommt es dann durch" (zitiert nach Gedankenprotoll ;)
Korrekt (also wenn mein Gedankenexperiment oben nicht ganz falsch ist) müsste man aber doch sagen, dass das Alpha-Teilchen mit einer gewissen Wahrscheinlichkeit den Kern bereits verlassen hat und der tatsächliche Zerfall durch einen Kollaps der Wellenfunktion "ausgelöst" wird, wenn irgendetwas das Teilchen ausserhalb der Barriere "erwischt"?

Beste Grüsse
Casaubon

PS: Vielen Dank für die genialen Videos!

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Folge 29: Tunneleffekt 16 Nov 2018 19:53 #44982

Nach einer positiven Ortsmessung ist die Wellenfunktion zunächst auf den Meßbereich begrenzt und verteilt sich dann immer mehr.

Josef meinte das mit dem Anrennen bildlich, nicht physikalisch, insofern hast Du Recht.

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Buddha

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Buddha

Folge 29: Tunneleffekt -> Alpha-Zerfall 17 Nov 2018 11:48 #44995

Dann stellt sich aber die spannende Frage, was den Alpha-Zerfall tatsächlich auslöst.
Oder ändert sich die Halbwertszeit von Alpha-Strahlern, wenn man ein isoliertes Atom
im Vakuum betrachtet?

Ok... die Elektronen in der Atomhülle wären ja noch da.

:silly: :silly: :silly:

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Folge 29: Tunneleffekt -> Alpha-Zerfall 17 Nov 2018 12:40 #44999

Einen Auslöser gibt es nach der QM nicht. Es gibt nur eine Aufenthaltswahrscheinlichkeit. Je öfter Du mißt, desto mehr kannst Du den Zerfall verzögern (Quanten-Zeno-Effekt), weil jede Messung den "Zähler" sprich die Wellenfunktion zurücksetzt.

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