AW: Photonenwelle
 

Molekulare Freiheitsgrade lassen sich wohl näherungsweise sehr gut mit mechanischen Modellen beschreiben (kinetische Gastheorie etc).
Ich sehe da jetzt keinen Widerspruch zu meiner obigen Aussage über Elektronen-Orbitale in Atomen, oder doch?

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Es gibt da gibt keinen Widerspruch, weil es ziemlich verschiedene physikalische Effekte sind.

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Ich dachte an den mit der Anregung von Molekülschwingungen wachsenden Abstand zwischen beteiligten Atomen, im Grenzfall bis zur Dissoziation.

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Da muss man Molekül-Orbitale betrachten. Dort werden dann mehrere Elektronen und (eventuell ?) auch die Coulomb-Felder von mehreren (d.h. >= 2) Atomkernen berücksichtigt.

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Dort werden durch Absorption von Photonen Streck-, Deformations- und Torsionsschwingungen angeregt, darum ging es mir in meiner letzten Post. Und ich denke es ist trivial, daß Winkel- und Abstandsänderungen die Molekülorbitale tangieren. Im erwähnten Grenzfall entstehen aus einem Molekülorbital separierte Atom- bzw. Molekülorbitale. Siehst du das anders?

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Ja, ist so.

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Das alles lässt sich mit der Quantenoptik rechnen. Ich hab das z.B. für folgendes System gemacht: Ein Photon und ein Elektron im Kasten, wobei das Photon ebenfalls eingesperrt ist (z.B. zwischen 2 perfekten Spiegeln). Es kann also nicht abhauen und bleibt immer beim Elektron.

Wenn das Elektron zuerst im Grundzustand ist und ein Photon auf es wirken lässt, dann nimmt die Wahrscheinlichkeit, das Elektron im Grundzustand zu finden, ab, gemäß einer Sin^2-Funktion:

https://www.bilder-upload.eu/thumb/3...1563718114.jpg

Das heißt, die Wellenfunktion des Elektrons wandelt sich kontinuierlich. Sie ist zwischenzeitlich in einem Überlagerungzustand von Grundzustand und erstem angeregten Zustand. Der Zustand des elektromagnetischen Feldes ändert sich ebenfalls gemäß einer Sin^2-Funktion. Zuerst ist das em. Feld im 1-Photon-Zustand und dann in einem Überlagerungszustand von 1-Photon und Vakuum (also 0-Photonen).

Wenn die Wahrscheinlichkeit 1 ist, dass das Elektron im angeregten Zustand ist, dann ist die Wahrscheinlichkeit ebenfalls 1, dass das em. Feld im Vakuumzustand ist.

Dieses System pendelt immer zwischen diesen Zuständen hin und her.

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Der Übergang der Elektronen-Wellenfunktion sieht so aus:

https://www.bilder-upload.eu/thumb/f...1563719823.jpg

Hier ist das Betragsquadrat geplottet. Das ist anschaulicher, weil die Wellenfunktion komplex ist. Außerdem entspricht dies der Aufenthaltswahrsscheinlichkeit des Elektrons nach dem Ort. Man sieht den kontinuierlichen Übergang von Grundzustand zu angeregten Zustand.

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Es wäre interessant etwas genauer zu sehen, was du da gerechnet hast. Es gibt da auch diese Seite: https://de.wikipedia.org/wiki/Rabi-Oszillation , allerdings wird dabei nicht explizit auf die Quantennatur der em-Strahlung eingegangen.

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Ich befürchte für jemanden, der nicht aus dem Fach ist, würde das den Rahmen hier sprengen.

Im Grunde ist es eine Rabi-Oszillation. Ein sehr gutes einführendes Buch, in dem die grundlegenden Gleichungen hergeleitet werden, ist: Introduction to Quantum Optics: From the Semi-classical Approach to Quantized Light
Dort findet sich die Rabi-Oszillation des quantisierten em. Feldes in Kapitel 6.3.4.

Ich habe einerseits die analytische Lösung hergeleitet. Die ergibt sich aus dem Wechselwirkungshamilton (long wavelength approximation), der auf die Zustände des Elektrons und des em. Feldes wirkt. Andererseits habe ich zur Kontrolle die Zeintentwicklung numerisch gelöst, indem die Schrödingergleichung interativ entwickelt wird mit dem Crank-Nicholson-Verfahren.