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Quantenmechanik, Relativitätstheorie und der ganze Rest. Wenn Sie Themen diskutieren wollen, die mehr als Schulkenntnisse voraussetzen, sind Sie hier richtig. Keine Angst, ein Physikstudium ist nicht Voraussetzung, aber man sollte sich schon eingehender mit Physik beschäftigt haben.

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  #11  
Alt 17.09.11, 01:03
Benutzerbild von Marco Polo
Marco Polo Marco Polo ist offline
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Registriert seit: 01.05.2007
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Standard AW: Photon ist (ist nicht) Wellenpaket

Zu dieser Thematik habe ich folgendes gefunden:

http://www.quantenwelt.de/licht/photonen/

Grüsse, MP
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  #12  
Alt 17.09.11, 09:46
Timm Timm ist offline
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Standard AW: Photon ist (ist nicht) Wellenpaket

Zitat:
Zitat von Maxi Beitrag anzeigen
Entsteht nun ein Photon z.B. durch einen Energieübergang eines Elektrons von einem angeregten Energieniveau in den Grundzustand einer Atomhülle, so hat es ja auch eine gewisse Energieunschärfe, die mit der mittleren Lebensdauer des angeregten Energiezustandes der "Heisenebergschen Unschärferelation" genügt. Also lässt es sich doch im Ortsraum als "Wellenpaket" bezeichnen. Konsequent anders ausgedrückt: es gibt unter keinen Umständen ein absolut monochromatisches Photon.
Richtig, wegen der Energie-Zeit-Unschärferelation ist das Photon nicht exakt monochromatisch, sondern es resultiert eine "natürliche Linienbreite". Wie bekannt, besteht das Wesen der Unschärfe nicht in der Unkenntnis des exakten Wertes.

Näheres zum Wellenpaket hier, sowie daraus:
Zitat:
So könnte aus anderen Quantenzuständen Energie auf den betrachteten Zustand übertragen werden, worauf dieser seine Energie dann wieder an andere Quantenzustände abgibt. Beispielsweise können Photonen ihre Energie an ein Atom übertragen und dort einen höheren Energiezustand anregen, der seine Energie dann mit einer gewissen Wahrscheinlichkeit wieder in Form von Photonen abstrahlt, oder es kann aus einem hochenergetischen Elektron-Positron-Paar ein Z-Boson gebildet werden, das anschließend wieder zerfällt. In diesem Sinn entspricht die zeitliche Dauer Δt des Wellenpaketes ungefähr der mittleren Lebensdauer des angeregten Quantenzustandes, und die Energieunschärfe ΔE entspricht der natürlichen Linienbreite einer Spektrallinie oder der Resonanzbreite in einer Teilchen-Erzeugungsrate (siehe auch Kapitel 6.2).
Gruß, Timm
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Der Verstand schafft die Wahrheit nicht, sondern er findet sie vor - Aurelius Augustinus
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  #13  
Alt 17.09.11, 10:49
Benutzerbild von Bauhof
Bauhof Bauhof ist offline
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Standard AW: Photon ist (ist nicht) Wellenpaket

Zitat:
Zitat von amc Beitrag anzeigen
Na weil sich auch dann ein Interferenzmuster am Schirm ergibt, wenn man immer nur ein einzelnes Photon auf den (die) Weg(e) durch den Doppelspalt schickt, wartet bis es am Schirm registriert wird, und dann erst das nächste schickt usw... Oder ist was anderes gemeint?
Hallo amc,

Timm schrieb:
Zitat:
Zitat von Timm Beitrag anzeigen
[...]wegen der Energie-Zeit-Unschärferelation ist das Photon nicht exakt monochromatisch, sondern es resultiert eine "natürliche Linienbreite". Wie bekannt, besteht das Wesen der Unschärfe nicht in der Unkenntnis des exakten Wertes.
Ist das der Grund, warum Photonen mit sich selbst interferieren?

M.f.G. Eugen Bauhof
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Ach der Einstein, der schwänzte immer die Vorlesungen –
ihm hatte ich das gar nicht zugetraut!

Hermann Minkowski
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  #14  
Alt 17.09.11, 11:17
Timm Timm ist offline
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Standard AW: Photon ist (ist nicht) Wellenpaket

Hallo Eugen,

mein Hinweis bezieht sich auf Spektrallinien,

Gruß, Timm
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  #15  
Alt 17.09.11, 11:29
amc amc ist offline
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Standard AW: Photon ist (ist nicht) Wellenpaket

Zitat:
Zitat von Bauhof Beitrag anzeigen
Ist das der Grund, warum Photonen mit sich selbst interferieren?
Ich weiß nicht warum. Ich kann nur sagen wie ich die Quantenphysik, speziell das Phänomen der Interferenz verstehe. Zumindest hier am Doppelsspalt - so wie ich es aufgeschnappt und verstanden habe - sind es eigentlich gar nicht die Quantenobjekte selbst die hier interferieren, sondern die Wahrscheinlichkeitswellen der möglichen Wege (welche keine Realität, sondern nur quantenmathematischen Formalismus darstellen), die sie nehmen könnten. Man kann eigentlich gar nicht sagen, das Photon gelangt durch den Doppelspalt, wenn keine Information darüber in der Welt zu finden ist, welchen Weg es genommen hat. Man muss sich wohl vorerst damit abfinden, dass wir nur die Emission des Photons, und die Absorption auf dem Detektorschirm als Teil unserer Wirklichkeit betrachten können. Über das dazwischen können wir mindestens keine Aussagen machen, vielleicht gibt es gar kein dazwischen.

Aber vorsichtig, ich habe nicht wirklich Ahnung, das kann alles nur bedingt richtig sein, und vielleicht auch gar nicht wirklich zum Thema passen.
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  #16  
Alt 17.09.11, 11:34
Hawkwind Hawkwind ist offline
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Standard AW: Photon ist (ist nicht) Wellenpaket

Zitat:
Zitat von EMI Beitrag anzeigen
Welches Prinzip steht dahinter Hawkwind?

Wie kann ein Photon ein Wellenpaket sein, wenn diese instabil sind?
Du verwirrst mich mein Freund.

Gruß EMI
Unschärfe (=Paketbreite) des Ortserwartungswertes der Wellenfunktion hat doch nichts mit Stabilität und Lebensdauer eines Teilchens zu tun, sondern mit der Wahrscheinlichkeit, wo ich es bei einer Messung nachweisen kann.

"Zerlaufen" des Wellenpaketes bedeutet einfach: "ich weiss nicht mehr so genau, wo das Teilchen ist".

Gruß,
Uli

Ge?ndert von Hawkwind (17.09.11 um 11:37 Uhr)
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  #17  
Alt 17.09.11, 11:37
Benutzerbild von Bauhof
Bauhof Bauhof ist offline
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Standard AW: Photon ist (ist nicht) Wellenpaket

Zitat:
Zitat von amc Beitrag anzeigen
Ich weiß nicht warum. Ich kann nur sagen wie ich die Quantenphysik, speziell das Phänomen der Interferenz verstehe. Zumindest hier am Doppelsspalt - so wie ich es aufgeschnappt und verstanden habe - sind es eigentlich gar nicht die Quantenobjekte selbst die hier interferieren, sondern die Wahrscheinlichkeitswellen der möglichen Wege (welche keine Realität, sondern nur quantenmathematischen Formalismus darstellen), die sie nehmen könnten. Man kann eigentlich gar nicht sagen, das Photon gelangt durch den Doppelspalt, wenn keine Information darüber in der Welt zu finden ist, welchen Weg es genommen hat. Man muss sich wohl vorerst damit abfinden, dass wir nur die Emission des Photons, und die Absorption auf dem Detektorschirm als Teil unserer Wirklichkeit betrachten können. Über das dazwischen können wir mindestens keine Aussagen machen, vielleicht gibt es gar kein dazwischen.
Hallo amc,

da kann ich voll zustimmen.
Die Wahrscheinlichkeitswellen der möglichen Wege interferieren. Ob dazwischen das Photon ("als Ding an sich") mit sich selbst interferiert, darüber gibt es keine Information.

M.f.G. Eugen Bauhof
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Hermann Minkowski
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  #18  
Alt 17.09.11, 12:54
fossilium fossilium ist offline
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Standard AW: Photon ist (ist nicht) Wellenpaket

Hallo zusammen,

vielleicht kommt man der Frage, was ein Photon ist, näher, wenn man die relativistischen Aspekte berücksichtigt:

Ein Photon ist ja ein physikalisches Objekt, das sich mit Lichtgeschwindigkeit bewegt. Aus seiner Innenperspektive heraus gesehen, altert es also nicht. Für das Photon „vergeht“ keine Zeit. Aus sich selbst heraus gesehen, existiert es auch nicht in irgendeinem Zustand, sondern es entsteht und vergeht im gleichen Moment. Aus der Sicht des Photon aus gesehen, erscheint die Welt senkrecht zur Bewegungsrichtung verkürzt, das bedeutet, dass auch der zurückgelegte Weg aus Sicht des Photons Null Ist. Aus Sicht des Photons sind seine Emission und Absorption gleichzeitige Vorgänge, die an ein- und demselben Ort instantan in Raum und Zeit stattfinden. Entstehen und Vergehen sind eins.

Wie sieht das Photon nun aus Sicht eines ruhenden Beobachters aus ? Offenbar kann es aus dieser Sicht eine beliebig lange Lebensdauer haben. Auch der Weg kann durch das ganze Universum sein gehen.

So umweht uns hier und heute mit der kosmischen Hintergrundstrahlung immer noch der Atem des Urknalls.

Jedenfalls kann Lebensdauer und Aufenthaltsort aus der Sicht des ruhenden Beobachters das ganze Universum (die ganze Raumzeit) sein. Die Frage ist doch, ob unter diesen Umständen das Photon überhaupt als physikalisches Objekt mit den Kategorien Teilchen (Substanzfrage) oder Wellen (Trägerfrage) oder Kombinationen daraus beschrieben werden kann.

Ich denke, ein Photon könnte so was wie kondensierte Wirkung sein, aber das ist auch nur ein persönlicher Gedanke. Aber etwas in dieser Richtung. Denn Wirkung wird hier übertragen, dafür steht der Erfolg der Quantenelektrodynamik, wo das Photon ja als Austauschteilchen herhalten muss.
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  #19  
Alt 17.09.11, 13:08
fossilium fossilium ist offline
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Beitr?ge: 230
Standard AW: Photon ist (ist nicht) Wellenpaket

Hi zusammen,

methaphysische Spekulationen mal beiseite.
Es gibt es noch einen Punkt, der rätselhaft ist, nämlich der Impuls des Photons. Normalerweise hat dieser eine Richtung. Welche Richtung hat der Impuls des Photons ? Gibt es darüber etwas konkretes ?

Grüsse Fossilium
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  #20  
Alt 17.09.11, 14:18
Maxi Maxi ist offline
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Beitr?ge: 82
Standard AW: Photon ist (ist nicht) Wellenpaket

Zitat:
Zitat von Hawkwind Beitrag anzeigen
Nun ist sicher niemand schlauer als zuvor, falls mein Beitrag denn überhaupt Sinn macht
Danke Dir und allen, die sich inzwischen zu meiner Fage geäußert haben.
Ich finde, jede Stellungnahme macht auf die eine oder andere Art Sinn, und hoffe, dass sich langsam irgend etwaws gemeinsames herauskritallisiert.
Werde versuchen, alles nachzuvollziehen und das eine und andere nachfragen.
Gruß an alle,
Maxi
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