Was ist ein Photon

[SCR]

Hi möbius,

Zitat von möbius

Woher weisst Du, was die Realität von 2 Photonen ist ...

Ohne dass das jetzt eine qualitative Relevanz haben soll: Weil ich "wie ein Photon" gucken kann?
Außerdem hatten wir zwei das schon einmal in einem anderen Kontext:

Zitat von SCR

Zur Ergänzung: Welt 1 ist mit Welt 2 lokal verschränkt - Welt 1 kann (damit) über Welt 2 auch mit sich selbst nicht-lokal verschränkt sein.

(ich denke die damalige Neben-Diskussion ging ungefähr hier los - vielleicht aber auch schon etwas weiter vorne)

Zitat von möbius

Und was heisst: Der Beobachter hat Zeit...

Na das Photon ist zeitlos - Der Beobachter aber nicht. Der muß sich die Zeit (und damit einhergehend den Raum) mit Wellen "überbrücken",
die (= die Zeit) das Photon gar nicht kennt.

[Timm]

Zitat von Hermes

[B]
Wird diese erkenntnistheoretische Vorgehensweise konsequent angewendet, ist die Viele-Welten-Interpretation unausweichlich; Vergangenheit und Zukunft sind genauso real oder irreal oder welche Terminologie man auch immer verwenden möchte wie andere, 'nichtrealisierte' Möglichkeiten.

Manche prominente Physiker sind der VWI zugeneigt, andere wiederum lehnen diese ab.

Der Terminus "unausweichlich" bezogen auf nicht falsifizierbare Deutungen der Quantentheorie ist nach meiner Auffassung allerdings irreführend. Da schwingt Ideologie mit.

Gruß, Timm

[Timm]

Hallo EMI und Uli,

Zitat von EMI

In welchen Grenzen hat der Begriff der Bahn eines Teilchens(z.B. Elektron, Photon) einen Sinn?
Der Begriff der Teilchenbahn hat dann einen vernüftigen Sinn, wenn die Amplitute der Welle, die mit der Bewegung verknüpft ist, nach beiden Seiten der Bahn schnell zu Null wird.

Zitat von Uli

So sehe ich das auch, EMI -Stichport "Wellenpaket". Wenn die Ortsunschärfe recht klein ist und mit der Zeit auch nicht wächst, dann macht es Sinn, den Erwartungswert des Ortes als Funktion der Zeit anzugeben und man hat so etwas wie eine Teilchenbahn. Die Ableitung dieses Erwartunsgwertes nach der Zeit ergäbe dann den Geschwindigkeitsvektor.

Mit der Vorstellung einer Teilchenbahn habe ich Probleme. Vielleicht könnt Ihr mir auf die Sprünge helfen.

Konkret: Ein angeregtes Atom im Raum emitiert ein Photon. Ringsherum seien Detektoren aufgestellt. Abhängig von der Entfernung hat man gewisse Wahrscheinlichkeiten, das Photon zu registrieren. Soweit d'accord?

Im Falle einer Registrierung des Photons könnte man sagen, das Photon sei als Teilchen auf einer definierten Bahn zu diesem Detektor gelangt. Damit wäre diese Bahn zum Zeitpunkt der Emission bereits festgelegt gewesen, sie wäre determiniert.

Nach meiner Auffassung gibt es diesen Realismus in der Quantentheorie nicht. Teilchen mit wohldefinierten Bahnen sind Bestandteil der De Broglie-Bohm-Theorie, um den Preis zusätzlicher Annahmen.

Ich kann meine Frage auch umformulieren:

Wie kommt man von der Wellenpaket Auffassung des Teilchens, s. Wiki Zitat:

In der Quantenmechanik wird ein Teilchen durch eine Welle dargestellt, deren Amplitude die Aufenthaltswahrscheinlichkeit des Teilchens angibt (siehe Teilchen in der Quantenmechanik).
In der Quantenmechanik verwendet man Wellenpakete, um Teilchen im Wellenbild darzustellen. Die Breiten eines Wellenpaketes im Orts- und Impulsraum sind dabei über die heisenbergsche Unschärferelation miteinander verknüpft. Ein örtlich gut bestimmtes Teilchen hat demnach eine sehr breite Impulsverteilung und umgekehrt. Das gleiche gilt für Energie (Frequenz) und Zeit.

zu einer Teilchenbahn im oben erwähnten Sinn? Uli, Du sprichst von der Ableitung des Erwartungswertes nach der Zeit. Gibt es demnach doch eine definierte Teilchenbahn? Nehmen wir an, durch eine Messung wird der Ort mit einer gewissen Genauigkeit im Rahmen der Unschärfe-Relation bestimmt. Komme ich trotz dieser Störung zu einer Bahn Information?

Gruß, Timm

[EMI]

Zitat von Timm

Ein angeregtes Atom im Raum emitiert ein Photon. Ringsherum seien Detektoren aufgestellt.
Abhängig von der Entfernung hat man gewisse Wahrscheinlichkeiten, das Photon zu registrieren.

Hallo Timm,

wieso in Abhängigkeit von der Entfernung?

Im übrigen ist da was falsch im Wikizitat, hört und liest man immer wieder, trotzdem falsch.

Zitat von Wiki

In der Quantenmechanik wird ein Teilchen durch eine Welle dargestellt, deren Amplitude die Aufenthaltswahrscheinlichkeit des Teilchens angibt.

Ein Teilchen ist keine Welle und wird auch nicht durch eine Welle dargestellt.
Teilchenbewegungen stimmen unter bestimmten Bedingungen mit Wellenbewegungen überein, sprich sie bewegen sich so als ob sie eine Welle wären.

Die Amplitute gibt auch nicht die Aufenthaltswahrscheinlichkeit an!
Das Quadrat der Amplitute gibt diese an, und die Aufenhaltswahrscheinlichkeit hat Wellencharakter und nicht das Teilchen!

Gruß EMI

[Jogi]

Armer Timm.

Wir bringen hier gerade sein Weltbild zum Einsturz.

Kleines Trostpflaster:
Die Wahrscheinlichkeitswelle als mathematische Beschreibung aller möglichen Orte bleibt erhalten, solange das Photon unterwegs ist.

Die Detektion an einem Punkt (photoelektrischer Effekt) zeigt aber eindeutig den Teilchencharakter und daß das Photon nur auf der Geodäten zwischen Emission und Detektion unterwegs gewesen sein kann, weil man ja auch stets c für die (Vakuum-)Lichtgeschwindigkeit mißt.

Wie ich weiter oben schon sagte, die Unbestimmtheit der Emissionsrichtung rührt vom emittierenden Elektron her.
Das Elektron bewegt sich in nicht nachvollziehbarer Weise (und offenbar undeterminiert) innerhalb seines Orbitals. Irgendwann emittiert es ein Photon und das bewegt sich dann aber genau in die Richtung, in die der Impuls des Elektrons zu diesem Zeitpunkt weist.
Nur können wir diese Richtung erst mit der Detektion des Photons feststellen.
Und in der Zwischenzeit hat das Elektron schon wieder unzählige andere Orte und Richtungen eingenommen, und, bei entsprechender Anregung, dabei auch schon wieder Photonen in die unterschiedlichsten Richtungen emittiert.


Gruß Jogi

[Lambert]

Zitat von Jogi

Wie ich weiter oben schon sagte, die Unbestimmtheit der Emissionsrichtung rührt vom emittierenden Elektron her.
Das Elektron bewegt sich in nicht nachvollziehbarer Weise (und offenbar undeterminiert) innerhalb seines Orbitals. Irgendwann emittiert es ein Photon und das bewegt sich dann aber genau in die Richtung, in die der Impuls des Elektrons zu diesem Zeitpunkt weist.

Gruß Jogi

Hallo Jogi,

Ich vermute, dass das korrekt ist so. Es heißt aber, dass ein Photon ein Fußabdruck auf dem Mond hinterlässt. Wenn es auf die Erde ankommt und da von einem neuen Elektron warm empfangen wird, verursacht es auch einen Fußabdruck auf der Erde; diese ist jenem auf den Mond identisch aber umjedreht. Gleichzeitig meint das Photon, dass Abstand Mond-Erde=0, soweit er informiert ist. Was nun?

Gruß,
Lambert

[Uli]

Hallo Timm,

Zitat von Timm

Hallo EMI und Uli,





Mit der Vorstellung einer Teilchenbahn habe ich Probleme. Vielleicht könnt Ihr mir auf die Sprünge helfen.

Konkret: Ein angeregtes Atom im Raum emitiert ein Photon. Ringsherum seien Detektoren aufgestellt. Abhängig von der Entfernung hat man gewisse Wahrscheinlichkeiten, das Photon zu registrieren. Soweit d'accord?

Im Falle einer Registrierung des Photons könnte man sagen, das Photon sei als Teilchen auf einer definierten Bahn zu diesem Detektor gelangt. Damit wäre diese Bahn zum Zeitpunkt der Emission bereits festgelegt gewesen, sie wäre determiniert.

Nach meiner Auffassung gibt es diesen Realismus in der Quantentheorie nicht. Teilchen mit wohldefinierten Bahnen sind Bestandteil der De Broglie-Bohm-Theorie, um den Preis zusätzlicher Annahmen.

Ich kann meine Frage auch umformulieren:

Wie kommt man von der Wellenpaket Auffassung des Teilchens, s. Wiki Zitat:



zu einer Teilchenbahn im oben erwähnten Sinn? Uli, Du sprichst von der Ableitung des Erwartungswertes nach der Zeit. Gibt es demnach doch eine definierte Teilchenbahn? Nehmen wir an, durch eine Messung wird der Ort mit einer gewissen Genauigkeit im Rahmen der Unschärfe-Relation bestimmt. Komme ich trotz dieser Störung zu einer Bahn Information?

Gruß, Timm

Die gibt es unter bestimmten Voraussetzungen - nämlich dann, wenn man sich dem Grenzfall der klassischen Physik nähert, d.h. wenn der Ort des Teilchens - gemessen an den Dimensionen des Orbits - hinreichend scharf ist und bleibt. Für ein Orbital im Atom ist dieser Grenzfall sicher nicht gegeben. Aber beispielsweise für ein Elektron, das sich im Zyklotron auf einer kreisförmigen Bahn makroskopischen Radius bewegt, da ist das sicher schon eher eine nützliche Vorstellung.

Gruß,
Uli

[möbius]

Zitat von SCR

Hi möbius,

1. Ohne dass das jetzt eine qualitative Relevanz haben soll: Weil ich "wie ein Photon" gucken kann?
Außerdem hatten wir zwei das schon einmal in einem anderen Kontext:
....
2. Na das Photon ist zeitlos - Der Beobachter aber nicht.
3. Der muß sich die Zeit (und damit einhergehend den Raum) mit Wellen "überbrücken",
die (= die Zeit) das Photon gar nicht kennt.

Hallo JGC!
Zu 1.:
Das spricht für Deine Augen ...
Zu 2.:
Es geht doch nichts über t = 0 !
Zu 3.:
Jeder überbrückt die Zeit halt mit dem, womit er sie überbrückt!
Ich könnte mir etwas Interessanteres/Spannenderes vorstellen als Wellen - aber ich bin ja auch kein Physiker!
Gruß, möbius

[Jogi]

Zitat von Uli

wenn der Ort des Teilchens - gemessen an den Dimensionen des Orbits - hinreichend scharf ist und bleibt. Für ein Orbital im Atom ist dieser Grenzfall sicher nicht gegeben. Aber beispielsweise für ein Elektron, das sich im Zyklotron auf einer kreisförmigen Bahn makroskopischen Radius bewegt, da ist das sicher schon eher eine nützliche Vorstellung.

Genau dieses Beispiel hatte ich hier schon angeführt:

Bei Elektronen, die im Synchrotron als Strahl im Kreis geführt werden, sieht die Sache anders aus:
Hier sind die Elektronen gerichtet, sie emittieren die Photonen stets nach vorne, in Bewegungsrichtung.
Und genau das wird ja auch so beobachtet, Synchrotronstrahlung tritt tangential aus dem kreisenden Elektronenstrahl aus.

Aber mir hört ja Keiner zu...


Gruß Jogi

[SCR]

Zitat von Jogi

Aber mir hört ja Keiner zu...

Du mußt halt einfach lauter sprechen!