Photonenlänge in Perioden
 

Die Energie eines Photons wird mit E=h*f angegeben. Die Energie ist also proportional zur Frequenz. Das legt nahe, dass die Anzahl der Schwingungsperioden in jedem Photon gleich ist.
Ist das tatsächlich so und wenn ja, kann man die Periodenanzahl angeben?

AW: Photonenlänge in Perioden
 

Wie bitte?
Die "Anzahl der Schwingungsperioden" pro Sekunde ist ja die Frequenz; diese ist natürlich nicht dieselbe für alle Photonen!?

AW: Photonenlänge in Perioden
 

mein gott, es geht doch nicht um die anzahl der schwingungsperioden pro sekunde, sondern um die periodenanzahl pro photon. siehe überschrift.

AW: Photonenlänge in Perioden
 

Sorry, da hab ich dann wohl was missverstanden; mir erschließt sich nicht, worum es dir geht.
Was ist denn die "Periodenanzahl pro Photon" für eine Größe?
Was bedeutet hier der Zusatz "pro Photon"?

AW: Photonenlänge in Perioden
 

ich weiss nicht, was es daran nicht zu verstehen gibt.

h*f ist ja die Energie pro Photon, nicht pro Sekunde, sondern pro Photon.
Da muss es dann ja auch Schwingungen geben.Man würde sonst ja nicht von einer Frequenz sprechen, wenn es keine Schwingungen gäbe. Es wird dann auch eine Anzahl an Schwingungen geben. Die Anzahl Schwingungen pro Photon eben.
Wenn die Anzahl an Schwingungen (ein einem Wellenzug) steigt, müsste ja ceteris paribus auch die Energie steigen. Also muss einem Photon mit E=h*f doch eine bestimmte Anzahl von Schwingungen zugeordnet sein. Um die geht es jetzt.

AW: Photonenlänge in Perioden
 

periodenanzahl pro photon ist eine dimensionslose grösse.

entweder man kennt die Photonenlänge (in Meter) und teilt durch die wellenlänge oder man
kennt die "dauer eines photons" und multipliziert mit der frequenz.

AW: Photonenlänge in Perioden
 

Problem dürfte m.E. sein, dass dein Beitrag einfach konfus ist.

und pro Sekunde natürlich. Energie und Frequenz eines Photons sind über einen linearen Zusammenhang (Multiplikation mit Planck-Konstante) miteinander verknüpft ... und nicht Energie und Anzahl Schwingungen.

NEIN: die Energie steigt, wenn die Frequenz steigt!

AW: Photonenlänge in Perioden
 

Bei bekannter Frequenz kann man bei einer em-Welle via E=hf von der Energiedichte auf die Teilchendichte umrechnen.

AW: Photonenlänge in Perioden
 

Kann es sein, dass du dir ein Photon vorstellst wie eine Sinus-/Cosinusfunktion mit konstanter Anzahl an Schwingungen? Je nach Frequenz f ist das Photon dann länger oder kürzer...

VG,
OldB

AW: Photonenlänge in Perioden
 

ja klar, so in etwa war die Vorstellung

AW: Photonenlänge in Perioden
 

Das Photon ist ja das Quant des elm. Feldes; es hat Teilchen-Eigenschaften, ist mehr oder weniger lokalisiert im Raum, was für ebene Wellen (sinus/cosinus) überhaupt nicht zutrifft. Deshalb passt für ein Photon besser das Bild eines Wellenpaketes (Aufenthaltswahrscheinlichkeit des Photons über eine räumliche Dimension aufgetragen)

https://i.pinimg.com/originals/5c/1e...e542773c15.jpg

Die "Photonenlänge" wäre dann so etwas wie die Breite dieses Paketes. Wie man sieht, hängen Breite oder Photonenlänge nicht mit der Frequenz zusammen. Für die Breite sind eher die Umstände seiner Erzeugung verantwortlich.

AW: Photonenlänge in Perioden
 

Hallo Hawkwind,

könntest Du bitte die Quelle für die Grafik angeben?

AW: Photonenlänge in Perioden
 

na gut... Danke erstmal.

AW: Photonenlänge in Perioden
 

wie hängen denn EM-Welle und Wahrscheilichkeitswelle miteinander zusammen?

Ich meine: hätten die Wellenberge in dem Wellenpaket einen größeren Abstand voneinander, wenn es sich um langwelliges Licht handelt?

AW: Photonenlänge in Perioden
 

Sie hängen sicherlich sehr eng miteinander zusammen, besonders in Situationen mit einer sehr großen Anzahl von Photonen dürfte - nach meinem Verständnis - die elektromagnetische Feldstärke an einem Ort eng mit der Wahrscheinlichkeit, dort ein Photon vorzufinden, zusammenhängen. Allerdings ist die Quantentheorie aufgrund der Masselosigkeit des Photons nicht-trivial; es gibt keine nichtrelativistische Näherung und die Frage, ob überhaupt eine Wellenfunktion des Photons existiert, wird teils kontrovers diskutiert:
https://arxiv.org/pdf/quant-ph/0508202.pdf

Eventuell ergibt eine Quantisierung der Maxwell-Gleichungen eine quantenmechanische Wellengleichung für ein 1-Photon-System:
https://arxiv.org/pdf/quant-ph/9911049.pdf

Ich bin da aber leider zu sehr Laie. :(

So sehe ich das.

AW: Photonenlänge in Perioden
 

Hm. Der Link ist leider nicht sehr aussagekräftig. Bild und Beschreibung sollten vielmehr aus einem Lehrbuch stammen. Dieses würde mich interessieren. Den Grund dafür habe ich im vorigen Beitrag beschrieben.

AW: Photonenlänge in Perioden
 

Da kann ich leider nicht weiterhelfen, Bernhard - ich hatte nur nach Bildern gesucht.

AW: Photonenlänge in Perioden
 

OK. Danke.
.......

AW: Photonenlänge in Perioden
 

Hat das Wellenpaket denn eine endliche Breite?

AW: Photonenlänge in Perioden
 

Ich kann das zwar nicht sehen, aber das kann auch an mir liegen.
Frage:
Wenn die Breite von der Erzeugung abhängt, wäre dann bei einem breiteren Photon die Amplitude niedriger?

AW: Photonenlänge in Perioden
 

Es ist ja ein gleich-breites Wellenpaket mit deutlich weniger Oszillationen (d.h. niedrigere Frequenz) in dem Paket möglich. Ein Rönten-Photon kann genau so scharf lokalisiert sein wie ein Licht-Photon.

Es geht hier ja um eine Wahrscheinlichkeitswelle: für ein Photon ist diese so normiert, dass die Fläche unter der Funktion 1 ergibt (irgenwo muss es ja sein). Also "ja": je breiter das Paket, desto geringer die maximale Auslenkung.

AW: Photonenlänge in Perioden
 

ok, soweit klar.

Gibt es eigentlich eine Erklärung oder eine Anschauung dafür, dass höherfrequente Photonen energiereicher sind?

Ich weiss nicht, ob es wirklich anschaulich und ein Posting wert ist?

Mir fallen dazu Phononen ein.
Es gibt viele Ähnlichkeiten zu Photonen:
Das Photon ist das Quant der elm Strahlung.
Das Phonon ist das Quant des Schalls (gew in der Diskussion von Festkörpern, s.u.).
Beide Teilchen breiten sich wellenartig aus, beides sind Bosonen and die Energie von beiden ist jeweils h*f und der Impuls h/l (l=Wellenlänge).

Phononen resultieren aus einer quantenmechanischen Beschreibung der Schwingungen der Atome im Gitter des Festkörpers um ihre Ruhepositionen.
Dabei stimmt die Schwingungsfrequenz f der Atome mit der der erzeugten Phononen überein.
E = h * f

Irgendwie ist intuitiv klar, dass da mehr Bewegungsenergie im Spiel sein muss bei höherfrequenten Gitterschwingungen, oder?

Andererseits gibt es natürlich auch bedeutende Unterschiede zwischen Phononen und Photonen.

AW: Photonenlänge in Perioden
 

Ok, danke Euch!