4e College: Quantummechanica uit de 6 dvd box: 'Grote natuurkundige theorieën' door Vincent Icke. Wanneer u geïnteresseerd bent om niet alleen de presentatie te zien maar ook het bijbehorende college te hebben, kunt u deze bestellen via: http://www.nwtonline.nl/Shop/index.html

1. Grote
natuurkundige
theorieën
Vincent Icke
Sterrewacht Leiden
& Alien Art

2. Quantummechanica
Tussen droom en daad
staan de overgangsmatrix
en praktische berekeningen

3. Oorzaak en gevolg
Gezond verstand is geen gids in de
natuurkunde

4. Oefening in
opmerkzaamheid
•Zo bekend is dit verschijnsel...
•...dat het bijna niemand opvalt

16. Huygens
•Licht is een golfverschijnsel
•Als er een dijk onder water ligt, kaatst
een deel van een golf terug, een ander
deel gaat door
•Traité de la Lumière

17. Planck & Einstein
•De energie van het licht komt in
afgepaste hoeveelheden
• Thermische straling (zonlicht)
•Licht bestaat uit een stroom deeltjes
• Foto-electrisch effect

18. Quanta
•Opmerkelijke spiegelruit
•Planck en Einstein
• Geen golven maar deeltjes
•Bohr
• Energie van het waterstofatoom

19. Oorzaak en gevolg
• Tous les événements sont produits les uns
par les autres
• Iedere gebeurtenis wordt door een
andere veroorzaakt
• Dans les mêmes circonstances, les mêmes
causes produisent les mêmes effets
• Onder dezelfde omstandigheden
hebben dezelfde oorzaken dezelfde
gevolgen

20. Oorzaak en gevolg
•Dezelfde oorzaken hebben niet altijd
dezelfde gevolgen
•Er zijn dan ook oorzaken zonder
gevolg...
•...en gevolgen zonder oorzaak
(Heelal?)
•Onbepaaldheid
• Toeval bestaat, vrijheid ook

21. Wereld in het groot
•Dezelfde oorzaken hebben niet altijd
dezelfde gevolgen
•Niet in een individueel geval
•Wel als er extreem veel deeltjes bij
betrokken zijn
• En wel des te meer naarmate het aantal
deeltjes groter wordt

22. Wereld in het klein
•Onzekerheid
•Overgangswaarschijnlijkheid
•Iedere specifieke gebeurtenis is in
bepaald opzicht onzeker
•Die onzekerheid zelf is strikt
wetmatig

23. Van Huygens
naar Dirac
•Klassieke mechanica: geef de posities,
snelheden en krachten aan het begin
• Dan ligt de toekomst exact vast
•Deeltjesmechanica: geef de toestand aan
het begin en de toestand aan het eind
• Vind de kans dat die verbonden zijn

28. Dirac-formule

30. Waarschijnlijkheid
•Oorzaak en gevolg moeten beide
gespecificeerd worden
•Overgangswaarschijnlijkheid
•De kans op een bepaalde verbintenis
tussen oorzaak en gevolg kan exact
berekend worden, bijvoorbeeld 10-12
of 0,985

31. Bouwen met quanta
Omdat oorzaak en gevolg niet
eenduidig met elkaar verbonden
zijn, lijkt het samenstellen van
quantumtoestanden zeer vreemd

32. Superpositie
•Een specifieke eindtoestand is altijd
een samenstel van mogelijke
eindtoestanden
•Verreweg de meeste mogelijke
eindtoestanden heffen elkaar op
• Slechts enkele versterken elkaar
• Dus: zeer beperkt aantal mogelijke
toestanden en vormen!

36. Daarom dacht Huygens dat licht een
golfverschijnsel is

46. Regenboog in de natuur
•Kleuren door pigment
•Kleuren door interferentie
•Zeepbellen, maar ook pauw en vlinder

47. Buiging langs een scherpe rand

49. Kleuren in een olieplas, zeepbellen,...

50. Ruimtelijke vormen
•Slechts enkele mogelijke toestanden
versterken elkaar
•Dus: zeer beperkt aantal mogelijke
toestanden en vormen

51. Quanta
•Atomen en hun verbindingen zijn
ruimtelijk extreem beperkt
•Op atomaire schaal is de materie niet
meer kneedbaar, maar discreet
•Quantisering

52. Een enkel electron in
het waterstofatoom

59. Scheikunde
•Elementen
•H O inplaats van H
2 1,8O
•Mendeleyev

60. Fractal

61. Weg met die
balletjes!

62. Nou ja...

63. Scherpe
ruimtelijke
structuur
Base-paar van DNA

64. Leve de quanta!
• Niet oneindig veel mogelijkheden, maar
slechts enkele
• Leven dankzij quanta...
• ...”wat een schitterend dier...”
• Schitterend speelgoed...
• ...en zo gaat het (bijna) in het echt ook

65. Denk even aan electromagnetisme!

89. DNA basepaar

91. Quantum-
electrodynamica
Licht is een stroom deeltjes

92. Credit: NASA, Hubble Space Telescope

93. Credit: NASA, Hubble Space Telescope

94. Credit: NASA, Hubble Space Telescope

95. Credit: NASA, Hubble Space Telescope

96. Credit: NASA, Hubble Space Telescope

97. Feynman diagram
basis-wisselwerking

98. Feynman diagram
hogere-orde
wisselwerking

99. vacuüm-polarisatie
‘lege ruimte’
is niet leeg!

100. Quanta en leven
Nogmaals opmerkzaamheid

101. Oefening in
opmerkzaamheid
•Pappa, waarom ben ik een meisje?
•Zo algemeen bekend is dit feit...
•...dat het bijna niemand opvalt

102. Scheikunde is
quantummechanica
• Elementaire deeltjes lijken in niets op
knikkers of ballen
• Lego-blokjes zijn al beter als model
• Wij leven dankzij de buitenissige
eigenschappen van de elementaire
deeltjes

103. Samenvatting
theorie
Toestanden zijn gekoppeld door
overgangsmatrix, daaruit volgt
overgangswaarschijnlijkheid

104. Einde
Deel 4 - Quantummechanica