Teilchen oder Welle

[Jogi]

Danke für eure Anteilnahme.

Ich wollte das Thema doch hier gar nicht breitreten, aber wenn wir jetzt schon mal dabei sind...

Zitat von Uli

Der Impuls eines Photons ist
p = hquer*k
, wobei k der Wellenvektor des Photons ist.

Ist der Impuls nun ein klassischer, kinetischer Impuls, oder ein Äquivalent hierzu?


Gruß Jogi

[Uli]

Zitat von Jogi

Danke für eure Anteilnahme.

Ich wollte das Thema doch hier gar nicht breitreten, aber wenn wir jetzt schon mal dabei sind...



Ist der Impuls nun ein klassischer, kinetischer Impuls, oder ein Äquivalent hierzu?


Gruß Jogi

Das ist der kinetische Impuls des Photons.
Betrachtest du z.B. Stöße von Photonen und anderen Teilchen ("elastische Streuung"), so gilt ja Impulserhaltung, d.h. Summe der Impulse vor dem Stoß = Summe danach. Wenn du in so einer Bilanz jeweils hquer*k für den Impuls des Photons benutzt, passt alles zusammen. Ist also wirklich ein "ganz normaler" Impuls.

[Marco Polo]

Zitat von Jogi

Ist der Impuls nun ein klassischer, kinetischer Impuls, oder ein Äquivalent hierzu?

Hi Jogi,

das ist imho ein rein klassischer, kinetischer Impuls, der durch die dynamische Masse des Photons erzeugt wird.

Die dynamische Masse wäre hier m=hv/c²

Grüssle,

Marco Polo

[Marco Polo]

Mist, der Uli war schneller.

[Uli]

Zitat von Marco Polo

Mist, der Uli war schneller.

Aber zum Glück haben wir uns ja auch ohne Absprache nicht widersprochen.

[Jogi]

Hi.

Also für mich bestätigt das den Teilchencharakter von Photonen.

Innerhalb des Dualismus, versteht sich.
Ohne Welle gibt's ja wohl auch keine Frequenz, zumindest nicht für das einzelne Photon.

Eine Frequenz, die durch periodisches Eintreffen von vielen Photonen entsteht, bleibt davon natürlich unberührt.

Wie seht ihr das?


Gruß Jogi

[Marco Polo]

Zitat von Uli

Der Impuls eines Photons ist
p = hquer*k

Wobei p=hquer*k aber kein klassischer Impuls, sondern doch eher ein quantenmechanischer Impuls sein dürfte. Kann der quantenmechanische Impuls nur diskrete Werte annehmen?

[Uli]

Zitat von Jogi

Hi.

Also für mich bestätigt das den Teilchencharakter von Photonen.

Innerhalb des Dualismus, versteht sich.
Ohne Welle gibt's ja wohl auch keine Frequenz, zumindest nicht für das einzelne Photon.

Eine Frequenz, die durch periodisches Eintreffen von vielen Photonen entsteht, bleibt davon natürlich unberührt.

Wie seht ihr das?


Gruß Jogi

Naja, der Teilchen-Welle-Dualismus ist ja seit der Quantenmechanik längst überholt und ist eher für Wissenschaftshistoriker oder von didaktischem Interesse. Er entstammt noch aus einer Zeit, als man versuchte, Quantenphänomene mittels klassischer Denkweise zu verstehen und führte zu den bekannten Paradoxa ("mal wie Welle, mal wie Teilchen").

Das ist längst überholt und heute wissen wir, dass jedes Quant beide Eigenschaften in sich birgt und die aktuelle Situation entscheidet, ob eher eine Korpuskel- oder eine Wellenbeschreibung angemessener ist. Das gilt für Elektronen genauso wie für Photonen.

Uli

[Uli]

Zitat von Marco Polo

Wobei p=hquer*k aber kein klassischer Impuls, sondern doch eher ein quantenmechanischer Impuls sein dürfte. Kann der quantenmechanische Impuls nur diskrete Werte annehmen?

Das kann man so allgemein gar nicht beantworten, sondern hängt von den Randbedingungen des Problems ab. Für ein freies Teilchen kann der Impuls beliebige kontinuierliche Werte annehmen. Für ein im Potential gebundenes Teilchen gilt dies aber nicht mehr.

So ist es ja auch für die Energie: nur die Energie gebundener Teilchen durchläuft diskrete, abzählbare Energieniveaus.
Nähert sich die Energie des Teilchens der Potentialschwelle (z.B. Null beim Coulomb-Potential ~-1/r des H-Atoms), so werden die Abstände 2er benachbarter Niveaus immer kleiner um dann für ein freies Elektron (E > 0) in ein kontinuierliches Spektrum überzugehen.

Uli

[Marco Polo]

Zitat von Uli

Das kann man so allgemein gar nicht beantworten, sondern hängt von den Randbedingungen des Problems ab. Für ein freies Teilchen kann der Impuls beliebige kontinuierliche Werte annehmen. Für ein im Potential gebundenes Teilchen gilt dies aber nicht mehr.

So ist es ja auch für die Energie: nur die Energie gebundener Teilchen durchläuft diskrete, abzählbare Energieniveaus.
Nähert sich die Energie des Teilchens der Potentialschwelle (z.B. Null beim Coulomb-Potential ~-1/r des H-Atoms), so werden die Abstände 2er benachbarter Niveaus immer kleiner um dann für ein freies Elektron (E > 0) in ein kontinuierliches Spektrum überzugehen.

Demnach wäre der quantenmechanische Impuls (oder genauer der Wellenvektor) eines Photons nicht quantisiert (alleine schon deswegen, da ein Photon ja jede beliebige Frequenz haben kann).

Bei einem Elektron dürfte dieser Wellenvektor dann allerdings quantisiert sein.

Sehe ich das richtig?