511 Quantenanalogien Zylinderresonator

511 Quantenanalogien Die Untersuchung quantenmechanischer Systeme ist bis heute eine schwierige und aufwendige Arbeit in der Physik. Dabei sind die zu untersuchenden Systeme meist sehr klein und damit nur durch sehr empfindliche Geräte und Detektoren direkt zugänglich. Bedingt durch die speziellen Eigenschaften von quantenmechanischen Teilchen und Systemen bietet sich oftmals ein Vergleich mit makroskopischen Systemen an. Die Untersuchung von makroskopischen Systemen ist wesentlich einfacher, ihre Eigenschaften ähneln aber denen ihrer quantenmechanischen Gegenstücke. In diesem Versuch soll anhand mehrerer Experimente gezeigt werden, dass sich mithilfe von akustischen Wellen in einem zylindersymmetrischen Aufbau quantenmechanische Systeme in sehr guter Näherung beschreiben lassen können. Außerdem sollen sowohl die Äquivalenzen als auch Unterschiede zwischen beiden Systemen im Detail untersucht werden, um die aus der Modellierung gewonnenen Schlüsse interpretieren zu können.

Anleitung

“Quantum Analogs” is a contribution to the teaching of wave mechanics. The idea at the heart of this apparatus is the analogy between the mathematics of the Schrödinger wave equation, and the wave equations that describe the behavior of ordinary sound waves in air. Parts of our acoustic apparatus will allow you to explore acoustic analogs to quantum-mechanical systems in one, and three, dimensions. One of the advantages of the ‘acoustic analog’ is that sound phenomena occur on a very human scale of length and time.

Student Manual