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Bernhard 26.12.17 16:44

AW: Frequenz eines Photon
 
Zitat:

Zitat von Timm (Beitrag 86324)
Ich habe den Artikel noch nicht gelesen aber es wäre erst mal gut, eine Definition für die "Länge eines Photons" zu haben.

Die Bezeichnung "Länge eines Photons" sollte generell vermieden werden. Photonen sind Quantenobjekte und sind deshalb weder perfekte Wellen noch punktförmige Objekte.

Zitat:

Wenn Photonen unendlich lang sind, dann würde ich das so interpretieren, daß die Unsicherheit der Position des Photons zwischen 0 und unendlich ist.
In der Quantenmechanik werden keine Unsicherheiten, sondern Wahrscheinlichkeiten berechnet.

Timm 26.12.17 17:06

AW: Frequenz eines Photon
 
Zitat:

Zitat von Bernhard (Beitrag 86325)
Die Bezeichnung "Länge eines Photons" sollte generell vermieden werden. Photonen sind Quantenobjekte und sind deshalb weder perfekte Wellen noch punktförmige Objekte.


In der Quantenmechanik werden keine Unsicherheiten, sondern Wahrscheinlichkeiten berechnet.

Deshalb habe ich weiter oben Wahrscheinlichkeiten erwähnt.
Ich sage nicht, daß Unsicherheiten berechnet werden, sondern spreche von der Unsicherheit der Position. Wie würdest Du diese Aussage von Joachim interpretieren?

Werden Photonen im Moment der Wechselwirkung als punktförmig betrachtet?

soon 26.12.17 17:11

AW: Frequenz eines Photon
 
Zitat:

Zitat von Marco Polo (Beitrag 86318)
Demnach müsste es [das Photon] quasi unendlich lang sein.

Eine Aussage zu der Aufenthaltswahrscheinlichkeit eines Photons machen zu können ist keine Eigenschaft des Photons, sondern eine Eigenschaft des Beobachters.

Bernhard 26.12.17 19:52

AW: Frequenz eines Photon
 
Zitat:

Zitat von Timm (Beitrag 86326)
Wie würdest Du diese Aussage von Joachim interpretieren?

Bei dem Zitat, das Marco Polo oben verwendet hat, geht es auch um eine konstante Aufenthaltswahrscheinlichkeit. Im Spezialfall der ebenen Welle ist diese Aufenthaltswahrscheinlichkeit über einen unendlich langen Weg im Mittel konstant, wobei man sich die ebene Welle besser als Strom von Photonen vorstellen sollte. Bei einem einzelnen Teilchen (Photon, Elektron o.ä.) ist es eigentlich zweckmäßiger die Aufenthaltswahrscheinlichkeit so zu normieren, dass sie innerhalb eines endlichen Kastens ungleich Null ist und außerhalb des Kastens Null ist.

Zitat:

Werden Photonen im Moment der Wechselwirkung als punktförmig betrachtet?
In der Stringtheorie nein. In der QED schon.

Hawkwind 26.12.17 20:16

AW: Frequenz eines Photon
 
Zitat:

Zitat von Bernhard (Beitrag 86317)
Die Bargmann-Wigner-Gleichung legt nahe, dass ein nicht-wechselwirkendes Photon zwischen Quelle und Detektor im Mittel an jedem Ort gleich wahrscheinlich nachgewiesen werden kann.

Du denkst an ebene Wellen dabei?

Ich wüsste nicht, warum ein Photon nicht eine lineare Superposition der Impuls-Eigenzustände, d.h. im Ortsraum ein Wellenpaket, sein sollte.

Dann gäbe es durchaus einen Ort, an dem es mit höchster Wahrscheinlichkeit gemessen werden könnte (nämlich am Peak des Wellenpaketes).

Ich denke, der Prozess, der das Photon erzeugt, spielt dabei die entscheidende Rolle. Siehe z.B. Spontaneous emission of a photon: Wave-packet structures and atom-photon entanglement

Ich 26.12.17 22:04

AW: Frequenz eines Photon
 
Ein Photon hat Energie hf, und damit auch definierten Impuls, und damit auch keinerlei Lokalisation. Elektromagnetische Wellen kann man auch nicht als Superposition einer bestimmten Anzahl von Photonen beschreiben, weil das nur mit einer unbestimmten Anzagl funktioniert.
Leider kenne ich mich nicht gut genug aus, um da Erhellendes beizutragen. Vielleicht mag Tom sich auch noch einbringen?

Bernhard 26.12.17 23:38

AW: Frequenz eines Photon
 
Zitat:

Zitat von Hawkwind (Beitrag 86329)
Du denkst an ebene Wellen dabei?

So war es gemeint. Je nach Erzeugung des em-Feldes hat man auch eine Kugelwelle oder noch allgemeinere Felder.

Bernhard 26.12.17 23:41

AW: Frequenz eines Photon
 
Zitat:

Zitat von Ich (Beitrag 86331)
Elektromagnetische Wellen kann man auch nicht als Superposition einer bestimmten Anzahl von Photonen beschreiben, weil das nur mit einer unbestimmten Anzagl funktioniert.

Wieso? Man kann auch rein klassisch betrachtet bei einer ebenen Welle die Energiedichte der Welle ausrechnen und daraus dann eine Photonendichte. Es ist allerdings eine Anzahl, die pro Sekunde eine bestimmte Fläche durchdringt.

Marco Polo 27.12.17 00:06

AW: Frequenz eines Photon
 
Zitat:

Zitat von Bernhard (Beitrag 86328)
Bei dem Zitat, das Marco Polo oben verwendet hat, geht es auch um eine konstante Aufenthaltswahrscheinlichkeit. Im Spezialfall der ebenen Welle ist diese Aufenthaltswahrscheinlichkeit über einen unendlich langen Weg im Mittel konstant, wobei man sich die ebene Welle besser als Strom von Photonen vorstellen sollte.

Es ging ja darum, dass ein nicht-wechselwirkendes Photon zwischen Quelle und Detektor im Mittel an jedem Ort gleich wahrscheinlich nachgewiesen werden kann.

Ok. Angenommen die Quelle ist eine 1 Mrd LJ entfernte Galaxie. Dann wäre die Wahrscheinlichkeit, dass ich Photonen dieser Quelle bereits eine Sekunde nach Aussendung hier auf der Erde detektieren könnte größer wie Null. Das ergibt für mich keinen Sinn.

Wo ist mein Denkfehler?

Bernhard 27.12.17 00:55

AW: Frequenz eines Photon
 
Zitat:

Zitat von Marco Polo (Beitrag 86335)
Angenommen die Quelle ist eine 1 Mrd LJ entfernte Galaxie. Dann wäre die Wahrscheinlichkeit, dass ich Photonen dieser Quelle bereits eine Sekunde nach Aussendung hier auf der Erde detektieren könnte größer wie Null.

Da übersiehst Du aber, dass es in der Natur über solche Distanzen praktisch keine ebenen Wellen gibt. Sogar Laser haben eine gewisse Strahlaufweitung und produzieren damit keine exakten ebenen Wellen. Damit wird über so große Distanzen die Aufenthaltswahrscheinlichkeit für ein einzelnes Photon schon wieder sehr, sehr klein. Die verbleibenden Störungen sind dann nicht mehr vom Rauschen des Detektors zu unterscheiden und widersprechen damit dann auch nicht mehr der speziellen Relativitätstheorie.


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